CN108381511A - 基于感应遥控手套的手势控制移动平台 - Google Patents

基于感应遥控手套的手势控制移动平台 Download PDF

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李允同
刘清扬
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    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
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Abstract

本发明涉及一种基于感应遥控手套的手势控制移动平台，包括感应遥控手套、发送端信息处理模块、接收端信息处理模块、手势控制车及设置在手势控制车上的手势控制机械手；感应遥控手套用于感知人体手势变化情况并将感应到的数据信息传递给发送端信息处理模块；发送端信息处理模块接收感应遥控手套发送的信息并将其转化为数据指令传递给接收端信息处理模块；接收端信息处理模块接收数据指令并将其传递给手势控制车及手势控制机械手，手势控制车及手势控制机械手完成相关的操作。本发明的手势控制移动平台，既能解决老人、残疾人行动受限的难题，又能解决因特殊环境不能近距离操作的难题，同时还可用于手部运动轨迹的记录；无需借助手机、电脑、摄像头等其它电子设备；结构简单，操作灵活，性能可靠。

Description

基于感应遥控手套的手势控制移动平台
技术领域
本发明属于感应遥控设备控制领域，具体涉及一种基于感应遥控手套的手势控制移动平台。
背景技术
在当今老龄化趋势日益严峻的形势下，有许多老人及行动不便的群体值得我们特别关注，他们在日常生活中会因为身体衰弱，力量不足，卧床等问题面临诸多行动上的不便，因此，身边时刻需要有人照顾，一旦照顾人员离开，这些行动受限者便无法完成任何简单的动作，导致生活受阻。另外，还有一部分群体，因工作环境存在危险，无法近距离工作，只能远程操作。由此，生活中急需一种远程控制设备，来解决上述存在难题。手势控制作为一种正在蓬勃发展的现代控制方式，运用移动端捕捉手势的变化来执行命令，可使老年人、身体衰弱者及不能近距离工作者通过简单的手势完成他们想要完成的简单动作，解决生活中的不便。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种基于感应遥控手套的手势控制移动平台，解决了老人、残疾人及不能近距离工作者行动受限的难题；结构简单，操作灵活，性能可靠。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：提供一种基于感应遥控手套的手势控制移动平台，包括感应遥控手套、发送端信息处理模块、接收端信息处理模块、手势控制车及设置在手势控制车上的手势控制机械手；感应遥控手套用于感知人体手势变化情况并将感应到的数据信息传递给发送端信息处理模块；发送端信息处理模块用于接收感应遥控手套发送的数据信息并将其转化为数据指令传输给接收端信息处理模块；接收端信息处理模块用于接收发送端信息处理模块的数据指令并将其传输给手势控制车及手势控制机械手，手势控制车及手势控制机械手完成相关的操作。
进一步，如上述所述的基于感应遥控手套的手势控制移动平台，所述感应遥控手套包括手套本体，设置在手套本体上的手指弯曲度检测传感器、手臂弯曲度检测传感器及空间运动传感器；手指弯曲度检测传感器设置在手套本体的五个手指部，用于感知五根手指的弯曲情况；空间运动传感器设置在手套本体的腕部，用于感知手腕的弯曲情况；手臂弯曲度检测传感器设置在手套本体的腕部，用于感知手臂运动情况。
进一步，如上述所述的基于感应遥控手套的手势控制移动平台，所述手套本体上还设有切换按钮，该切换按钮设置在手套本体的手掌部，用于完成手势控制车和手势控制机械手之间的切换。
进一步，如上述所述的基于感应遥控手套的手势控制移动平台，所述手指弯曲度检测传感器、手臂弯曲度检测传感器、空间运动传感器及切换按钮均通过导线与发送端信息处理模块相连接；所述手指弯曲度检测传感器、手臂弯曲度检测传感器、空间运动传感器共同完成对人体手势的感应。
进一步，如上述所述的基于感应遥控手套的手势控制移动平台，所述发送端信息处理模块包括发送端单片机和发送端无线射频模块，接收端信息处理模块包括接收端单片机和接收端无线射频模块。
进一步，如上述所述的基于感应遥控手套的手势控制移动平台，所述发送端信息处理模块与接收端信息处理模块采用点对点连接。
进一步，如上述所述的基于感应遥控手套的手势控制移动平台，所述接收端信息处理模块设置在手势控制车上。
进一步，如上述所述的基于感应遥控手套的手势控制移动平台，所述手势控制车上还设有马达和马达驱动模块，马达驱动模块用于接收接收端信息处理模块发送的数据指令并驱动马达完成手势控制车及手势控制机械手的相应运动。
进一步，如上述所述的基于感应遥控手套的手势控制移动平台，所述手势控制机械手包括机械旋转臂及设置在机械旋转臂上的机械抓手；机械旋转臂用于实现对方向和位置的控制；机械抓手用于对感应到的手势进行处理。
进一步，如上述所述的基于感应遥控手套的手势控制移动平台，所述手势控制机械手采用柔性材料制成。
本发明的有益技术效果在于：
(1)辅助行动不便的人。本发明的手势控制移动平台，通过设置感应遥控手套、手势控制车及手势控制机械手，利用感应遥控手套捕捉手势的变化信息来指令手势控制车及手势控制机械手做相应的动作，完成操作者想要完成的动作，解决了老人、残疾人、身体衰弱者行动受限问题。
(2)实现远程操控。代替人在不能够进入的特殊环境下进行远程操作，可按照人的意愿灵活准确的完成需要完成的工作。
(3)记录数据。可以对某些特殊需要的手部移动进行记录，以提供分析和学习经验数据。
(4)无需借助手机、电脑、摄像头等其他电子设备，可直观的控制手势控制机械手的运动，提高了手势控制机械手操作性能和作业水平，且适应多种不同环境的应用需求，易于推广。
(5)结构简单，操作灵活，实用性强。
附图说明
图1是本发明基于感应遥控手套的手势控制移动平台的结构示意图；
图2是图1中手势控制车的结构示意图；
图3是手势控制移动平台运行流程图。
图中：
1、感应遥控手套 2、手指弯曲度检测传感器 3、空间运动传感器 4、切换按钮5、手臂弯曲度检测传感器 6、导线 7、发送端单片机 8、发送端无线射频模块 9、手势控制机械手 10、机械旋转臂 11、手势控制车 12、马达 13、马达驱动模块 14拓展板15、接收端单片机 16、接收端无线射频模块
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
如图1、2所示，是本发明提供的基于感应遥控手套的手势控制移动平台，包括感应遥控手套1、发送端信息处理模块、接收端信息处理模块、手势控制车11及手势控制机械手9。感应遥控手套1与发送端信息处理模块通过导线6连接，发送端信息处理模块与接收端信息处理模块无线连接，接收端信息处理模块和手势控制机械手9均设置在手势控制车11上。
感应遥控手套1，用于感知人体手势变化并将手势变化信息传递给发送端信息处理模块。其包括手套本体，设置在手套本体上的手指弯曲度检测传感器2、手臂弯曲度检测传感器5、空间运动传感器3(简称″陀螺仪″)及切换按钮4。手指弯曲度检测传感器设置在手套本体五个手指部，用于感知五根手指的弯曲情况；空间运动传感器设置在手套本体腕部，用于感知手腕的弯曲情况；手臂弯曲度检测传感器也设置在手套本体腕部，用于感知手臂运动情况；切换按钮设置在手套本体手掌部，用于完成手势控制车和手势控制机械手之间的切换。手指弯曲度检测传感器、手臂弯曲度检测传感器及空间运动传感器共同完成对人体手势的感应，再通过导线传输给发送端信息处理模块进行数据处理。
发送端信息处理模块，用于接收感应遥控手套1发送的数据信息并将其数据信息转化为数据指令传输给接收端信息处理模块。发送端信息处理模块包括发送端单片机7和发送端无线射频模块8。发送端单片机7通过所得的欧拉角算出当前的运动姿态并将其传递给接收端信息处理模块。
接收端信息处理模块，用于接收发送端信息处理模块的数据指令并将其解码传输给手势控制车及手势控制机械手，手势控制车及手势控制机械手执行相关操作。接收端信息处理模块包括接收端单片机15和接收端无线射频模块16。
发送端信息处理模块与接收端信息处理模块采用点对点连接。传输速度快，可靠性高。
发送端单片机7和接收端单片机15均采用Arduino单片机，便于使用。发送端无线射频模块8和接收端无线射频模块16均采用Xbee无线射频模块，具有信号传输距离远，传输速度快的特点。
手势控制车11上设置马达12、马达驱动模块13及拓展板14。马达驱动模块13安装在拓展板14上。马达驱动模块13用于接收接收端单片机15发送的运动指令，并驱动马达12完成手势控制车11和手势控制机械手9的操作。
手势控制机械手9包括机械旋转臂10和机械抓手。机械旋转臂10用于对方向和位置进行处理和操作；机械抓手对感应的手势进行处理。机械抓手通过绳子来代替手部屈肌，伺服舵机代替其伸长或缩短机制，以实现机械抓手手指的屈伸，可实时模拟操作者的手部动作。为了便于抓取，机械抓手采用柔性材料制成。
如图3所示，是本发明基于感应遥控手套的手势控制移动平台的运行过程，其包括如下步骤：
1)获取空间运动传感器、手指弯曲度检测传感器及手臂弯曲度检测传感器的数据信息，并通过导线将获取信息通过I2C接口传输给发送端单片机；
2)发送端单片机接到传输的数据信息后，将数据信息转化数据指令，通过串口通讯给发送端无线射频模块；
3)发送端无线射频模块接收发送端单片机传输的数据指令，并将其发送给接收端单片机；
4)接收端单片机接收到数据指令后，进行处理，通过通讯串口传入接收端无线射频模块；
5)接收端无线射频模块接收数据指令后，将其传输马达驱动模块；
6)马达驱动模块接收运动指令后，驱动马达运行，完成手势控制车和手势控制机械手的操作。
在步骤6中，先根据接收端单片机接收到数据指令完成手势控制车的运动；按动切换按钮，再根据接收端单片机接收到的其它数据指令完成手势控制机械手的相关操作。
本发明的基于感应遥控手套的手势控制移动平台并不限于上述具体实施方式，本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围。

Claims (10)

1.一种基于感应遥控手套的手势控制移动平台，其特征是：包括感应遥控手套(1)、发送端信息处理模块、接收端信息处理模块、手势控制车(11)及设置在手势控制车上的手势控制机械手(9)；感应遥控手套用于感知人体手势变化情况并将感应到的数据信息传递给发送端信息处理模块；发送端信息处理模块用于接收感应遥控手套发送的数据信息并将其转化为数据指令传输给接收端信息处理模块；接收端信息处理模块用于接收发送端信息处理模块的数据指令并将其传输给手势控制车及手势控制机械手，手势控制车及手势控制机械手完成相关的操作。
2.如权利要求1所述的基于感应遥控手套的手势控制移动平台，其特征是：所述感应遥控手套(1)包括手套本体，设置在手套本体上的手指弯曲度检测传感器(2)、手臂弯曲度检测传感器(5)及空间运动传感器(3)；手指弯曲度检测传感器(2)设置在手套本体的五个手指部，用于感知五根手指的弯曲情况；空间运动传感器(3)设置在手套本体的腕部，用于感知手腕的弯曲情况；手臂弯曲度检测传感器(5)设置在手套本体的腕部，用于感知手臂运动情况。
3.如权利要求2所述的基于感应遥控手套的手势控制移动平台，其特征是：所述手套本体上还设有切换按钮(4)，该切换按钮(4)设置在手套本体的手掌部，用于完成手势控制车(11)和手势控制机械手(9)之间的切换。
4.如权利要求3所述的基于感应遥控手套的手势控制移动平台，其特征是：所述手指弯曲度检测传感器(2)、手臂弯曲度检测传感器(5)、空间运动传感器(3)及切换按钮(4)均通过导线(6)与发送端信息处理模块相连接；所述手指弯曲度检测传感器(2)、手臂弯曲度检测传感器(5)、空间运动传感器(3)共同完成对人体手势的感应。
5.如权利要求4所述的基于感应遥控手套的手势控制移动平台，其特征是：所述发送端信息处理模块包括发送端单片机(7)和发送端无线射频模块(8)，接收端信息处理模块包括接收端单片机(15)和接收端无线射频模块(16)。
6.如权利要求5所述的基于感应遥控手套的手势控制移动平台，其特征是：所述发送端信息处理模块与接收端信息处理模块采用点对点连接。
7.如权利要求6所述的基于感应遥控手套的手势控制移动平台，其特征是：所述接收端信息处理模块设置在手势控制车(11)上。
8.如权利要求7所述的基于感应遥控手套的手势控制移动平台，其特征是：所述手势控制车(11)上还设有马达(12)和马达驱动模块(13)，马达驱动模块(13)用于接收接收端信息处理模块发送的数据指令并驱动马达(12)完成手势控制车(11)及手势控制机械手(9)的相应运动。
9.如权利要求8所述的基于感应遥控手套的手势控制移动平台，其特征是：所述手势控制机械手(9)包括机械旋转臂(10)及设置在机械旋转臂(10)上的机械抓手；机械旋转臂(10)用于实现对方向和位置的控制；机械抓手用于对感应到的手势进行处理。
10.如权利要求1-9任一项所述的基于感应遥控手套的手势控制移动平台，其特征是：所述手势控制机械手(9)采用柔性材料制成。
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