本發(fā)明涉及機器人遙操作領(lǐng)域，具體涉及一種機器人靈巧手的遙操作控制方法、裝置、系統(tǒng)及介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、遙操作是指：在遠離機器或設備的地方，通過通信系統(tǒng)和控制界面，對機器人或設備進行遠程監(jiān)控和控制，使機器人或設備按預期要求運行的一種遠程控制技術(shù)。研究機器人的臨場感技術(shù)旨在提供操作者更完整的遙操作沉浸感和真實感體驗，為機器人完成更復雜和半自主化的作業(yè)奠定基礎。

2、目前，以數(shù)據(jù)驅(qū)動的機器人技術(shù)正在被越來越多人認可，因此，高效準確地通過遙操作收集機器人運動數(shù)據(jù)以訓練具身智能模型，就顯得格外重要。已經(jīng)公開的一些機器人遙操作設備中，大多數(shù)設備收集數(shù)據(jù)和控制重點在機械臂上，而輕視對機器人靈巧手的控制，導致只能控制機器人靈巧手執(zhí)行簡單的開拿動作。無法針對不同人手部的尺寸和操作習慣，對機器人靈巧手進行精準控制，導致人手部已經(jīng)處于拿握物體狀態(tài)，但遙操作控制的機器人靈巧手尚未能達到與人手部相同的姿態(tài)，甚至拿握不住物體，控制精度差、無法滿足對機器人靈巧手的控制要求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種機器人靈巧手的遙操作控制方法、裝置、系統(tǒng)及介質(zhì)，以針對不同用戶手部尺寸和操作習慣，對機器人靈巧手的進行精準控制，以滿足控制要求。

2、第一方面，本發(fā)明提供了一種機器人靈巧手的遙操作控制方法，該方法包括：

3、接收由用戶穿戴動捕設備后采集的手部的位姿參數(shù)，所述位姿參數(shù)包括至少一個手指坐標系相對于手背坐標系的位姿參數(shù)；

4、根據(jù)所述用戶的手部尺寸和操作習慣，對每個所述手指可活動的主動關(guān)節(jié)所在坐標系相對于手背坐標系的位姿參數(shù)進行標定，生成標定后的位姿參數(shù)；

5、將所述標定后的位姿參數(shù)進行角度轉(zhuǎn)換，并根據(jù)轉(zhuǎn)換后的角度提取對應方向上的旋轉(zhuǎn)角度作為機器人靈巧手上主動關(guān)節(jié)的活動角度；

6、根據(jù)預設約束范圍對所述主動關(guān)節(jié)的活動角度進行修正，將修正后的活動角度通過分段線性映射處理，生成所述機器人靈巧手上主動關(guān)節(jié)的控制指令；

7、將所述控制指令發(fā)送至所述機器人靈巧手，所述控制指令用于控制所述機器人靈巧手各關(guān)節(jié)執(zhí)行相應動作。

8、結(jié)合第一方面，在一種可能的實施方式中，將所述標定后的位姿參數(shù)進行角度轉(zhuǎn)換，并根據(jù)轉(zhuǎn)換后的角度提取對應方向上的旋轉(zhuǎn)角度作為機器人靈巧手上主動關(guān)節(jié)的活動角度，包括：

9、將所述標定后的位姿參數(shù)轉(zhuǎn)換為在x、y、z三軸方向上的一組歐拉角；在所述x、y、z三軸方向上，從所述一組歐拉角中提取每個手指對應方向上的旋轉(zhuǎn)角度作為機器人靈巧手上主動關(guān)節(jié)的活動角度。

10、結(jié)合第一方面，在另一種可能的實施方式中，所述活動角度包括手部5個手指中每個手指在至少一個軸向上的活動角度；

11、所述根據(jù)預設約束范圍對所述主動關(guān)節(jié)的活動角度進行修正，將修正后的活動角度通過分段線性映射處理，生成所述機器人靈巧手上主動關(guān)節(jié)的控制指令，包括：

12、獲取每個手指在至少一個方向維度上可運動的約束范圍，并作為所述預設約束范圍；

13、根據(jù)所述每個手指在至少一個方向維度上可運動的約束范圍，對所述活動角度中每個手指的角度值進行修正，得到所述修正后的活動角度；

14、根據(jù)所述修正后的活動角度和所述分段線性映射，生成對應于所述機器人靈巧手的至少一個目標角度，其中所述分段線性映射為動捕設備采集的用戶手部的手勢姿態(tài)與所述機器人靈巧手上的主動關(guān)節(jié)控制手指達到目標角度之間的對應關(guān)系；

15、根據(jù)所述機器人靈巧手的至少一個目標角度，在映射關(guān)系庫中查找每個所述目標角度對應的控制指令，得到所述機器人靈巧手上主動關(guān)節(jié)的控制指令。

16、結(jié)合第一方面，在又一種可能的實施方式中，所述根據(jù)所述每個手指在至少一個方向維度上可運動的約束范圍，對所述活動角度的5個手指中每個手指的角度值進行修正，得到所述修正后的活動角度，包括：

17、判斷第一活動角度是否在第一約束范圍之內(nèi)，所述第一活動角度是當前待修正的一個角度值，所述第一約束范圍為與所述第一活動角度對應的目標手指的一個方向維度上的約束范圍；

18、如果否，則將所述第一活動角度修正為所述第一約束范圍中的最大值或最小值，其中，在所述第一活動角度超過所述第一約束范圍中的最大值時，將所述最大值作為所述修正后的活動角度；在所述第一活動角度小于所述第一約束范圍中的最小值時，將所述最小值作為所述修正后的活動角度。

19、結(jié)合第一方面，在又一種可能的實施方式中，所述根據(jù)預設約束范圍對所述主動關(guān)節(jié)的活動角度進行修正，將修正后的活動角度通過分段線性映射處理之前，還包括：

20、獲取所述機器人靈巧手在完全打開姿態(tài)、捏握手勢姿態(tài)和完全合攏姿態(tài)下的三組控制指令；

21、建立所述三組控制指令中每一組控制指令與所述機器人靈巧手的每個目標角度之間的對應關(guān)系，并將所述對應關(guān)系存儲在所述映射關(guān)系庫中。

22、結(jié)合第一方面，在又一種可能的實施方式中，所述根據(jù)所述用戶的手部尺寸和操作習慣，對每個所述手指可活動的主動關(guān)節(jié)所在坐標系相對于手背坐標系的位姿參數(shù)進行標定，生成標定后的位姿參數(shù)，包括：

23、根據(jù)所述用戶的手部尺寸和操作習慣，對每個所述手指可活動的主動關(guān)節(jié)所在坐標系相對于手背坐標系的位姿參數(shù)進行標定，得到所述動捕設備的至少一種手勢姿態(tài)和至少一個位姿參數(shù)的對應關(guān)系；所述至少一個手勢姿態(tài)包括：完全打開姿態(tài)、捏握手勢姿態(tài)和完全合攏姿態(tài)；

24、所述方法還包括：

25、根據(jù)所述至少一種手勢姿態(tài)和至少一個位姿參數(shù)的對應關(guān)系和所述機器人靈巧手在完全打開姿態(tài)、捏握手勢姿態(tài)和完全合攏姿態(tài)三種姿態(tài)下的至少一個目標角度，生成所述分段線性映射。

26、第二方面，本發(fā)明還提供了一種機器人靈巧手的遙操作控制裝置，所述裝置包括：

27、接收模塊，用于接收由用戶穿戴動捕設備后采集的手部的位姿參數(shù)，所述位姿參數(shù)包括至少一個手指可活動的主動關(guān)節(jié)所在坐標系相對于手背坐標系的位姿參數(shù)；

28、標定模塊，用于根據(jù)所述用戶的手部尺寸和操作習慣，對每個所述手指可活動的主動關(guān)節(jié)所在坐標系相對于手背坐標系的位姿參數(shù)進行標定，生成標定后的位姿參數(shù)；

29、轉(zhuǎn)換模塊，用于將所述標定后的位姿參數(shù)進行角度轉(zhuǎn)換，并根據(jù)轉(zhuǎn)換后的角度提取對應方向上的旋轉(zhuǎn)角度作為機器人靈巧手上主動關(guān)節(jié)的活動角度；

30、處理模塊，用于根據(jù)預設約束范圍對所述主動關(guān)節(jié)的活動角度進行修正，將修正后的活動角度通過分段線性映射處理，生成所述機器人靈巧手上主動關(guān)節(jié)的控制指令；

31、發(fā)送模塊，用于將所述控制指令發(fā)送至所述機器人靈巧手，所述控制指令用于控制所述機器人靈巧手各關(guān)節(jié)執(zhí)行相應動作。

32、第三方面，本發(fā)明提供了一種電子設備，包括存儲器和處理器，所述存儲器和所述處理器相連接；

33、所述存儲器中存儲有計算機指令，所述處理器通過執(zhí)行所述計算機指令，從而執(zhí)行上述第一方面或其對應的任一實施方式所述的機器人靈巧手的遙操作控制方法。

34、第四方面，本發(fā)明還提供了一種計算機可讀存儲介質(zhì)，所述計算機可讀存儲介質(zhì)上存儲有計算機指令；計算機指令用于使計算機執(zhí)行上述第一方面或其對應的任一實施方式所述的機器人靈巧手的遙操作控制方法。

35、另外，本技術(shù)還提供了一種包含指令的計算機程序產(chǎn)品，當其在計算機上運行時，使得計算機執(zhí)行上述第一方面或其對應的任一實施方式所述的機器人靈巧手的遙操作控制方法。

36、第五方面，本發(fā)明提供了一種遙操作控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：動捕設備、終端設備和機器人靈巧手，其中所述動捕設備上設置有至少一個慣性測量單元，用于采集手部的位姿參數(shù)；

37、所述動捕設備用于在被用戶穿戴后采集用戶手部的位姿參數(shù)，并將所述位姿參數(shù)發(fā)送給所述終端設備；

38、所述終端設備用于執(zhí)行上述第一方面或其對應的任一實施方式所述的機器人靈巧手的遙操作控制方法；

39、所述機器人靈巧手用于接收所述終端設備發(fā)送的控制指令，并根據(jù)所述控制指令控制所述機器人靈巧手各關(guān)節(jié)執(zhí)行相應動作。

40、本發(fā)明實施例提供的機器人靈巧手的遙操作控制方法、裝置、系統(tǒng)及介質(zhì)，先接收安裝imu的動捕設備采集的操作員/用戶的手部位姿參數(shù)，然后根據(jù)用戶的手部尺寸和操作習慣對該位姿參數(shù)進行標定，再通過角度轉(zhuǎn)換、提取、修正以及分段線性映射處理將位姿參數(shù)轉(zhuǎn)換為機器人靈巧手各關(guān)節(jié)的控制指令，最后發(fā)送給機器人靈巧手，實現(xiàn)從操作員/用戶的手部運動到機器人靈巧手運動的遙操作，整個遙操作過程無需相機采集圖像數(shù)據(jù)，所以不受相機視野限制，也不受光線和遮擋影響，且動捕設備采集的位姿參數(shù)轉(zhuǎn)換修正后的活動角度與機器人靈巧手的控制指令一一對應，不再受限于只能匹配開、合兩種手勢姿態(tài)，增加了遙操作控制靈巧手的手勢姿態(tài)，滿足用戶對機器人靈巧手多姿態(tài)的控制需求。

41、此外，本方法還可以根據(jù)不同用戶的手部尺寸和操作習慣進行標定，從而生成的控制指令可以精準地控制機器人靈巧手達到與操作員或用戶相同的手勢姿態(tài)，有效解決了不同人手部尺寸和操作習慣不同的對機器人靈巧手捏合動作的影響。