CN109243595B - 校正控制系统、控制装置及驱动端 - Google Patents
校正控制系统、控制装置及驱动端 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109243595B CN109243595B CN201710532528.7A CN201710532528A CN109243595B CN 109243595 B CN109243595 B CN 109243595B CN 201710532528 A CN201710532528 A CN 201710532528A CN 109243595 B CN109243595 B CN 109243595B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- control device
- driving end
- control
- module
- coordinate system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/16—Programme controls
- B25J9/1694—Programme controls characterised by use of sensors other than normal servo-feedback from position, speed or acceleration sensors, perception control, multi-sensor controlled systems, sensor fusion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
- B25J11/008—Manipulators for service tasks
- B25J11/009—Nursing, e.g. carrying sick persons, pushing wheelchairs, distributing drugs
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Nursing (AREA)
- Endoscopes (AREA)
- Position Input By Displaying (AREA)
Abstract
一种控制装置适于在一个控制坐标系中控制一个被控组件的移位，并经由一个通讯网络与一个承载有该被控组件的驱动端连接，该控制装置包含一个连接该通讯网络的通讯单元、一个感测单元及一个处理单元。该感测单元感测该控制装置的指向。在该控制装置的处理单元接收到该驱动端的指向，且接收到来自该感测单元的该控制装置的指向后，该处理单元根据该驱动端的指向及该控制装置的指向产生一个校正角度，并经由该通讯单元传送该控制装置的指向，及该校正角度至该驱动端。
Description
技术领域
本发明涉及一种控制系统，特别是涉及一种可依用户的视角进行控制的校正控制系统、控制装置及驱动端。
背景技术
以往医师在进行手术时，需要一个助手帮忙扶持内视镜并依照医师的指示移动内视镜以调整内视镜所拍摄到的视角，然而，这样的方式需多耗费一个人力来协助手术的进行，实属不便。
参阅图1与图2，为节省人力成本，日本第2014094039号「内视镜操作系统」公开案公开一种内视镜操作系统，由一个穿戴于医师的头部的头戴式控制装置1传送一个控制讯号至一个内视镜扶持机械手臂3，以控制该内视镜扶持机械手臂3移动一个内视镜2。该头戴式控制装置1包含一个如陀螺仪或加速计的传感器11，及一个电连接该传感器11的处理器12。该传感器11感测医师的头部姿态以产生一个控制输出并传送至该处理器12，该处理器12根据该控制输出产生一个控制讯号并传送至该内视镜扶持机械手臂3。借此，在手术过程中，医师即可方便地通过转动头部来控制该内视镜2移动，而不须由助手来扶持该内视镜2并依照医师的指示移动该内视镜2。
然而，在手术的过程中，该内视镜扶持机械手臂3是固定地架设于手术床附近的一个特定位置，但医师却会改变其面对手术床的方位，当医师改变其面对手术床的方位时，医师与该内视镜扶持机械手臂3的相对位置关系也会改变，此时，医师利用该头戴式控制装置1传送该控制讯号至该内视镜扶持机械手臂3，以期该内视镜扶持机械手臂3依照医师期望的一个期望移动方向移动该内视镜2，然而，该内视镜扶持机械手臂3根据该控制讯号实际移动该内视镜2的一个实际移动方向却会与医师期望的该期望移动方向不同。
参阅图2、图3与图4，举例来说，在进行手术的过程中，一开始医师是站在内视镜扶持机械手臂3的对面来进行手术(见图2)，当医师期望该内视镜2向医师的右方移动时，医师的头向右方转动时，该头戴式控制装置1传送一个相关于一个第一方向100的控制讯号至该内视镜扶持机械手臂3，以控制该内视镜扶持机械手臂3向目前医师所在位置的右方移动该内视镜2，接着，医师因应手术的需求移动到内视镜扶持机械手臂3的旁边，也就是说，医师改变其面对手术床的方位(见图3)，此时，当医师期望该内视镜2向医师的右方移动时，医师的头向右方转动时，该头戴式控制装置1传送相关于该第一方向100的该控制讯号至该内视镜扶持机械手臂3，以控制该内视镜扶持机械手臂3向目前医师所在位置的左方移动该内视镜2，虽然医师同样是期望该内视镜2向医师的右方移动，然而，由于医师已改变其面对手术床的方位，此时医师期望移动该内视镜2的期望移动方向应是目前医师所在位置的右方，并期望该内视镜2的期望移动结果如图4所示，但该内视镜扶持机械手臂3根据该控制讯号实际移动该内视镜2的一个实际移动方向却是目前医师所在位置的左方，且该内视镜2的实际移动结果如图3所示。此将导致医师在利用该头戴式控制装置1控制该内视镜2时不能依医师的视角直觉地控制该内视镜2，因而造成使用上的错乱与不便。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种可依用户视角直觉地控制一个被控组件，以提升使用便利性的校正控制系统。
本发明的校正控制系统适用于控制一个被控组件并包含一个控制装置及一个驱动端。
该控制装置适于被一个用户穿戴或携带，且在一个控制坐标系中控制该被控组件的移位，并包括一个通讯单元、一个感测单元及一个电连接该通讯单元及该感测单元的处理单元。
该通讯单元连接一个通讯网络。
该感测单元感测该控制装置的指向。
该驱动端包括一个通讯模块、一个感测模块、一个承载移动模块及一个电连接该通讯模块、该感测模块及该承载移动模块的处理模块。
该通讯模块连接该通讯网络，并可与该控制装置通讯。
该感测模块感测该驱动端的指向。
该承载移动模块承载该被控组件，并在一个运动坐标系中移动该被控组件。
其中，在该控制装置的处理单元接收到来自该感测单元的该控制装置的指向后，该处理单元经由该通讯单元将该控制装置的指向传送至该驱动端，在该驱动端的处理模块接收到该控制装置的指向，且接收到来自该感测模块的该驱动端的指向后，该处理模块根据该驱动端的指向及该控制装置的指向，校正该运动坐标系。
本发明的校正控制系统，该处理模块是根据该驱动端的指向及该控制装置的指向获得一个校正角度，并根据一个与该校正角度相关的旋转矩阵校正该运动坐标系。
本发明的校正控制系统，在该驱动端的处理模块接收到该控制装置的指向后，该处理模块还根据该控制装置的指向，控制该承载移动模块以转动该被控组件的指向。
本发明的校正控制系统，该控制装置还包括一个电连接该处理单元，且经由该使用者的操作产生一个相关于该被控组件的控制输出的指令输出单元，在该处理单元接收到来自该指令输出单元的该控制输出后，该处理单元经由该通讯单元将一个相关于该控制输出的控制讯号传送至该驱动端，在该驱动端的该处理模块接收到该控制讯号后，该处理模块根据该控制讯号，控制该承载移动模块以在校正后的该运动坐标系中移动该被控组件。
本发明的校正控制系统，该被控组件包含一个拍摄镜头，该指令输出单元是感测该用户的移动以产生相关于该使用者的一个控制转向的该控制输出，在该驱动端的该处理模块接收到该控制讯号后，该处理模块根据该控制讯号获得一个移动方向，并根据该移动方向及该被控组件的拍摄镜头相对于校正后的该运动坐标系的一个三维坐标，利用一种逆向运动学算法，控制该承载移动模块以在校正后的该运动坐标系中移动该被控组件，以使该被控组件的拍摄镜头往该移动方向移动。
本发明的另一个目的在于提供一种可依用户视角直觉地控制一个被控组件，以提升使用便利性的控制装置。
本发明的控制装置适于被一个用户穿戴或携带，且在一个控制坐标系中控制一个被控组件的移位，并经由一个通讯网络与一个承载有该被控组件的驱动端连接。该驱动端在一个运动坐标系中移动该被控组件，该控制装置包含一个通讯单元、一个感测单元及一个电连接该通讯单元及该感测单元的处理单元。
该通讯单元连接该通讯网络。
该感测单元感测该控制装置的指向。
其中，在该控制装置的处理单元接收到该驱动端的指向，且接收到来自该感测单元的该控制装置的指向后，该处理单元根据该驱动端的指向及该控制装置的指向产生一个校正角度，并经由该通讯单元传送该控制装置的指向，及该校正角度至该驱动端，以使该驱动端根据一个与该校正角度相关的旋转矩阵校正该运动坐标系。
本发明的又一个目的在于提供一种可依用户视角直觉地控制一个被控组件，以提升使用便利性的驱动端。
本发明的驱动端承载有一个被控组件，并经由一个通讯网络与一个控制装置连接，该驱动端包含一个通讯模块、一个感测模块、一个承载移动模块，及一个电连接该通讯模块、该感测模块及该承载移动模块的处理模块。
该通讯模块连接该通讯网络。
该感测模块感测该驱动端的指向。
该承载移动模块承载该被控组件，并在一个运动坐标系中移动该被控组件。
其中，在该驱动端的处理模块接收到该控制装置的指向，且接收到来自该感测模块的该驱动端的指向后，该处理模块根据该驱动端的指向及该控制装置的指向产生一个校正角度，并根据一个与该校正角度相关的旋转矩阵校正该运动坐标系。
本发明的驱动端，在该驱动端的处理模块接收到该控制装置的指向后，该处理模块还根据该控制装置的指向，控制该承载移动模块以转动该被控组件的指向。
本发明的驱动端，在该驱动端的该处理模块接收到一个相关于该被控组件的控制讯号后，该处理模块根据该控制讯号，控制该承载移动模块以在校正后的该运动坐标系中移动该被控组件。
本发明的驱动端，该被控组件包含一个拍摄镜头，该控制讯号相关于一个用户的一个控制转向，在该驱动端的该处理模块接收到该控制讯号后，该处理模块根据该控制讯号获得一个移动方向，并根据该移动方向及该被控组件的拍摄镜头相对于校正后的该运动坐标系的一个三维坐标利用一种逆向运动学算法，控制该承载移动模块以在校正后的该运动坐标系中移动该被控组件，以使该被控组件的拍摄镜头往该移动方向移动。
本发明的有益效果在于：通过该驱动端的处理模块根据该驱动端的指向及该控制装置的指向产生该校正角度，并根据该旋转矩阵校正该运动坐标系，以达成依该用户的视角直觉地利用该控制装置控制该被控组件的目的。
附图说明
本发明的其他的特征及功效，将于参照图式的实施方式中清楚地呈现，其中：
图1是一个现有的头戴控制装置的方块图；
图2是一个示意图，说明一个医师在一个第一位置利用现有的头戴控制装置配合一个内视镜扶持机械手臂控制一个内视镜；
图3是一个示意图，说明该医师在一个第二位置利用现有的头戴控制装置配合该内视镜扶持机械手臂控制该内视镜；
图4是一个示意图，说明该医师在该第二位置利用现有的头戴控制装置控制该内视镜的期望移动结果；
图5是一个方块图，说明本发明校正控制系统的实施例；
图6是一个示意图，说明一个用户在该第一位置利用本发明校正控制系统的实施例控制一个被控组件；
图7是一个示意图，说明该用户在该第一位置利用本发明校正控制系统的实施例控制该被控组件；
图8是一个示意图，说明该用户在该第二位置利用本发明校正控制系统的实施例控制该被控组件；
图9是一个示意图，说明该用户在该第一位置利用本发明校正控制系统的实施例所看到的内视镜画面；及
图10是一个示意图，说明该用户在该第二位置利用本发明校正控制系统的实施例所看到的内视镜画面。
具体实施方式
参阅图5与图6，本发明校正控制系统4的实施例，适用于控制一个被控组件7，并包含一个控制装置5及一个驱动端6。在本实施例中，该被控组件7为一个如内视镜、角度镜或摄影机的影像拍摄模块，但不以此为限。
该控制装置5适于被一个使用者穿戴或携带，且在一个控制坐标系900
中控制该被控组件7的移位。该控制装置5包括一个通讯单元51、一个感测单元52、一个指令输出单元53、一个控制确认单元54及一个电连接该通讯单元51、该感测单元52、该指令输出单元53及该控制确认单元54的处理单元55。在本实施例中，该控制装置5被实施为一个头戴式控制装置5，该通讯单元51例如包含一个蓝牙，该感测单元52例如包含一个磁力计、一个磁场传感器、一个磁组感应组件、一个巨磁阻计、或一个电子罗盘，该指令输出单元53例如包含一个陀螺仪、一个加速度计或一个角度规，该控制确认单元54例如包含一个包括一个触控按键的输入模块，但不限于此。
该通讯单元51连接一个通讯网络8，并可与该驱动端6通讯。
该感测单元52感测该控制装置5的指向，并将该控制装置5的指向传送至该处理单元55。值得一提的是，该控制装置5的指向为该控制坐标系900
中负y1的指向。在图6所示的例子中，由于一个磁北方向800与负y1同向，所以该感测单元52所感测到的该控制装置5的方向与该磁北方向800的夹角为0。
该指令输出单元53经由该用户的操作产生一个相关于该被控组件7的控制输出并将该控制输出传送至该处理单元55。在本实施例中，该指令输出单元53感测该用户的头部的移动以产生相关于该使用者的一个控制转向的该控制输出，然而，在本发明的其他实施例，该指令输出单元53也可被实施为一个包括前、后、左、右、上、下六个按键的输入模块，此时，该指令输出单元53响应该用户的一个输入操作产生相关于该等按键中的一者的该控制输出。
该控制确认单元54响应该用户的另一个输入操作产生一个控制确认讯号，并将该控制确认讯号传送至该处理单元55。
该驱动端6包括一个通讯模块61、一个感测模块62、一个承载移动模块63及一个电连接该通讯模块61、该感测模块62及该承载移动模块63的处理模块64。在本实施例中，该驱动端6被实施为一个机械手臂，该通讯模块61与该通讯单元51的结构与功效相似，且例如包含一个蓝牙，该感测模块62与该感测单元52的结构与功效相似，且例如包含一个磁力计、一个磁场传感器、一个磁组感应组件、一个巨磁阻计、或一个电子罗盘，该承载移动模块63例如包含一个用于承载该被控组件7的承载件，及一个用于驱动该承载件的驱动单元，例如马达或致动器，但不限于此。
该通讯模块61连接该通讯网络8，并可与该控制装置5通讯。
该感测模块62感测该驱动端6的指向。
该承载移动模块63承载该被控组件7，并在一个运动坐标系901
中移动该被控组件7。值得一提的是，该驱动端6的指向为该运动坐标系901
中y2的指向。在图6所示的例子中，由于该磁北方向800与y2同向，所以该感测单元52所感测到的该驱动端6的方向与该磁北方向800的夹角为0。在本实施例中，该承载移动模块63移动该被控组件7的方式为一种精密虚拟中心点(RCM)运动方式。
在该控制装置5的处理单元55接收到来自该感测单元52的该控制装置5的指向后，该处理单元55经由该通讯单元51将该控制装置5的指向传送至该驱动端6，在该驱动端6的处理模块64接收到该控制装置5的指向，且接收到来自该感测模块62的该驱动端6的指向后，该处理模块64根据该控制装置5的指向，控制该承载移动模块63以转动该被控组件7的指向，且该处理模块64根据该驱动端6的指向及该控制装置5的指向产生一个校正角度α，并根据一个与该校正角度α相关的旋转矩阵
校正该运动坐标系901
其中，该校正角度α为该驱动端6的指向与该控制装置5的指向的夹角，校正后的运动坐标系
在本实施例中，该校正角度α由该驱动端6的处理模块64所产生。然而，在本发明的其他实施例中，也可由该控制装置5的处理单元55来产生该校正角度α，若由该处理单元55来产生该校正角度α，则该驱动端6的处理模块64在接收到来自该感测模块62的该驱动端6的指向后，会将该驱动端6的指向传送至该控制装置5。在该控制装置5的处理单元55接收到该驱动端6的指向，且接收到来自该感测单元52的该控制装置5的指向后，该处理单元55根据该驱动端6的指向及该控制装置5的指向产生该校正角度α，并经由该通讯单元51传送该校正角度α至该驱动端6，以致该驱动端6根据该校正角度α校正该运动坐标系901
值得一提的是，在该校正角度α由该驱动端6的处理模块64所产生的实施例中，该控制装置5还包含一个输入单元(图未示)，该控制装置5可响应于该输入单元的输入讯号而切换为一种校正模式，当该控制装置5操作于该校正模式时，该处理单元55经由该通讯单元51将该控制装置5的指向传送至该驱动端6，以使该驱动端6的处理模块64校正该运动坐标系901
并转动该被控组件7的指向，类似地，在该校正角度α由该控制装置5的处理单元55所产生的实施例中，当该控制装置5操作于该校正模式时，该处理单元55根据该驱动端6的指向及该控制装置5的指向产生该校正角度α，并将该校正角度α及该控制装置5的指向传送至该驱动端6，以使该驱动端6的处理模块64校正该运动坐标系901
并转动该被控组件7的指向。使用上，在该用户变更其所在位置后，该用户会操作该控制装置5的输入单元以将该控制装置5切换为该校正模式，借此，来达成校正该运动坐标系901
的目的。然而，上述利用该控制装置5的输入单元来将该控制装置5切换为该校正模式的操作方式仅为一个举例，并不以此为限。
值得特别说明的是，由于在本实施例中，该被控组件7为影像拍摄模块，为了依该用户的视角来控制该被控组件7，该被控组件7的指向须与该控制装置5的指向一致，因此，该处理模块64会根据该控制装置5的指向，控制该承载移动模块63以转动该被控组件7的指向，以使得该被控组件7的指向与该控制装置5的指向一致。初始时，该被控组件7的指向会被默认为与该驱动端6的指向一致，因此，该驱动端6可根据该驱动端6的指向及该控制装置5的指向来调整该被控组件7的指向。在该驱动端6调整完该被控组件7的指向后，该驱动端6会记录经调整后的该被控组件7的指向，当该控制装置5的指向与所记录的该被控组件7的指向不同时，该驱动端6即可根据所记录的该被控组件7的指向及该控制装置5的指向来调整该被控组件7的指向，并将先前所记录的该被控组件7的指向更新为最新的调整后的该被控组件7的指向。配合图9及图10来进行说明，当该用户位于该驱动端6的对面时，该被控组件7的指向会被默认为与该驱动端6的指向一致，此时，利用该控组件7所拍摄到的内视镜画面700如图9所示为一朵正立的花朵，当该用户移动到与该驱动端6同侧的位置时，该控制装置5的方向与该磁北方向800的夹角为180度，该处理模块64会根据该控制装置5的指向，控制该承载移动模块63以转动该被控组件7的指向，以使得该被控组件7的指向与该控制装置5的指向一致(也就是说，将该被控组件7的方向调整为与该磁北方向800的夹角呈180度)，调整完该被控组件7的指向后，利用该被控组件7所拍摄到的内视镜画面700如图10所示为一朵倒立的花朵。
继续参阅图5与图6，在该控制装置5的处理单元55接收到来自该控制确认单元54的该控制确认讯号，并同时接收到来自该指令输出单元53且相关于该使用者的该控制转向的该控制输出后，该处理单元55经由该通讯单元51将一个相关于该控制输出且包含该控制转向的控制讯号传送至该驱动端6，其中该控制转向例如为一个绕该控制坐标系900
的z1轴旋转的转角、一个绕该控制坐标系900
的x1轴旋转的转角及一个绕该控制坐标系900
的y1轴旋转的转角的其中一者。在该驱动端6的该处理模块64接收到该控制讯号后，该处理模块64根据该控制讯号的该控制转向获得一个移动方向，并根据该移动方向及该被控组件7的拍摄镜头相对于校正后的该运动坐标系
的一个三维坐标
利用一种逆向运动学算法，控制该承载移动模块63以在校正后的该运动坐标系
中移动该被控组件7，以使该被控组件7的拍摄镜头往该移动方向移动。值得别说明的是，当该控制转向为一个绕该控制坐标系900
的z1轴顺时针旋转的转角时，该处理模块64控制该承载移动模块63以在校正后的该运动坐标系
中转动该被控组件7，以使该被控组件7的远离该承载移动模块63的一端(也就是说，设置有拍摄镜头的一端)朝移动方向为校正后的该运动坐标系
的x’2轴的正向移动。当该控制转向为一个绕该控制坐标系900
的z1轴逆时针旋转的转角时，该处理模块64控制该承载移动模块63以在校正后的该运动坐标系
中转动该被控组件7，以使该被控组件7的远离该承载移动模块63的一端(也就是说，设置有拍摄镜头的一端)朝移动方向为校正后的该运动坐标系
的x’2轴的负向移动。当该控制转向为一个绕该控制坐标系900
的x1轴顺时针旋转的转角时，该处理模块64控制该承载移动模块63以在校正后的该运动坐标系
中转动该被控组件7，以使该被控组件7的远离该承载移动模块63的一端(也就是说，设置有拍摄镜头的一端)朝移动方向为校正后的该运动坐标系
的y’2轴的正向移动。当该控制转向为一个绕该控制坐标系900
的x1轴逆时针旋转的转角时，该处理模块64控制该承载移动模块63以在校正后的该运动坐标系
中转动该被控组件7，以使该被控组件7的远离该承载移动模块63的一端(也就是说，设置有拍摄镜头的一端)朝移动方向为校正后的该运动坐标系
的y’2轴的负向移动。当该控制转向为一个绕该控制坐标系900
的y1轴顺时针旋转的转角时，该处理模块64控制该承载移动模块63以在校正后的该运动坐标系
中平移该被控组件7，以使该被控组件7的远离该承载移动模块63的一端(也就是说，设置有拍摄镜头的一端)朝移动方向为校正后的该运动坐标系
的z’2轴的负向移动。当该控制转向为一个绕该控制坐标系900
的y1轴逆时针旋转的转角时，该处理模块64控制该承载移动模块63以在校正后的该运动坐标系
中平移该被控组件7，以使该被控组件7的远离该承载移动模块63的一端(也就是说，设置有拍摄镜头的一端)朝移动方向为校正后的该运动坐标系
的z’2轴的正向移动。
配合图6所示例的例子来说，该驱动端6的指向与该控制装置5的指向相同，所以该校正角度α为0，当该指令输出单元53感测该用户的头部的左右转动以产生相关于该使用者的一个如向右转动的控制转向(也就是说，绕该控制坐标系900
的z1轴顺时针旋转的转角)的该控制输出后，该处理单元55经由该通讯单元51将包含该控制转向的控制讯号传送至该驱动端6，在该驱动端6的该处理模块64接收到该控制讯号后，该处理模块64控制该承载移动模块63以在校正后的该运动坐标系(在图6所示例的例子中校正后的该运动坐标系
相同于该运动坐标系901
)中转动该被控组件7(也就是说，使该被控组件7的远离该承载移动模块63的一端朝该运动坐标系901
的x2轴的正向移动)。另外，配合图7所示例的例子来说，该驱动端6的指向与该控制装置5的指向相同，所以该校正角度α为0，当该指令输出单元53感测该用户的头部的上下转动以产生相关于该使用者的一个如向上转动的控制转向(也就是说，绕该控制坐标系900
的x1轴逆时针旋转的转角)的该控制输出后，该处理单元55经由该通讯单元51将包含该控制转向的控制讯号传送至该驱动端6，在该驱动端6的该处理模块64接收到该控制讯号后，该处理模块64控制该承载移动模块63以在校正后的该运动坐标系(在图7所示例的例子中校正后的该运动坐标系
相同于该运动坐标系901
)中转动该被控组件7(也就是说，使该被控组件7的远离该承载移动模块63的一端朝该运动坐标系901
的y2轴的负向移动)。从用户的视角来看，该用户的头部向右转动即可控制该被控组件7的设置有拍摄镜头的一端向右偏摆，该使用者的头部向上转动即可控制该被控组件7的设置有拍摄镜头的一端向后偏摆。即便该控制装置5的指向改变，也可通过该驱动端6来校正该运动坐标系901
以使得该用户还是可以依其视角直觉地利用该控制装置5控制该被控组件7，另外，配合图8所示例的例子来说，该用户移动到与该驱动端6同侧的位置，此时该控制装置5的方向与该磁北方向800的夹角为180度，该驱动端6的指向与该控制装置5的指向差180度，所以该校正角度α为180度，该驱动端6根据该校正角度α校正该运动坐标系901
以获得如图8所示的校正后的该运动坐标系902
当该指令输出单元53感测该用户的头部的左右转动以产生相关于该使用者的一个如，向右转动的控制转向(也就是说，绕该控制坐标系900
的z1轴顺时针旋转的转角)的该控制输出后，该处理单元55经由该通讯单元51将包含该控制转向的控制讯号传送至该驱动端6，在该驱动端6的该处理模块64接收到该控制讯号后，该处理模块64控制该承载移动模块63以在校正后的该运动坐标系902
中转动该被控组件7(也就是说，使该被控组件7的远离该承载移动模块63的一端朝该校正后的该运动坐标系902
的x’2轴的正向移动)。
若该使用者是采用包括前、后、左、右、上、下六个按键的输入模块产生该控制输出时，则当该使用者的输入操作为按下按键”前”时，即可控制该被控组件7的设置有拍摄镜头的一端向前偏摆，当该使用者的输入操作为按下按键”后”时，即可控制该被控组件7的设置有拍摄镜头的一端向后偏摆，当该使用者的输入操作为按下按键”左”时，即可控制该被控组件7的设置有拍摄镜头的一端向左偏摆，当该使用者的输入操作为按下按键”右”时，即可控制该被控组件7的设置有拍摄镜头的一端向右偏摆，当该使用者的输入操作为按下按键”上”时，即可控制该被控组件7的设置有拍摄镜头的一端向上平移，当该使用者的输入操作为按下按键”下”时，即可控制该被控组件7的设置有拍摄镜头的一端向下平移。
值得一提的是，为提升该使用者控制上的便利性及安全性，在本实施例中，该控制装置5的处理单元55仅会在接收到来自该控制确认单元54的该控制确认讯号时，才将该控制讯号传送至该驱动端6，当该控制确认单元54的触控按键没有被该用户触压时，该控制装置5的处理单元55就不会传送该控制讯号至该驱动端6，因此，在该控制确认单元54的触控按键没有被该用户触压的情况下，该使用者可处于任意姿态，而无须担忧其姿态会影响到该被控组件7，此外，在控制讯号异常时，该用户也可通过立即停止触压该控制确认单元54的触控按键以停止控制，进而提升控制上的安全性。再者，为更加强该使用者控制上的便利性及安全性，在本发明的其他实施例中，在该控制装置5的处理单元55接收到来自该控制确认单元54的该控制确认讯号，并同时接收到来自该指令输出单元53且相关于该使用者的该控制转向的该控制输出后，该处理单元55会先判定该控制输出的控制转向所指示出的转角是否大于一个门坎值，当该处理单元55判定该控制输出的控制转向所指示出的转角大于该门坎值时，该处理单元55才经由该通讯单元51将相关于该控制输出且包含该控制转向的该控制讯号传送至该驱动端6，当该处理单元55判定该控制输出的控制转向所指示出的转角小于等于该门坎值时，该处理单元55不传送任何控制讯号至该驱动端6。借此，可防止该使用者的头部稍微晃动一下，就触发该处理单元55经由该通讯单元51将该控制讯号传送至该驱动端6。
综上所述，本发明校正控制系统4，通过该驱动端6的处理模块64根据该控制装置5的指向，控制该承载移动模块63以转动该被控组件7的指向，以使得该被控组件7的拍摄方向与该控制装置5的指向一致，进而达成依该用户的视角直觉控制该被控组件7的目的。此外，通过该驱动端6的处理模块64根据该驱动端6的指向及该控制装置5的指向产生该校正角度，并根据该旋转矩阵校正该运动坐标系901
以达成依该用户的视角直觉地利用该控制装置5控制该被控组件7的目的，所以确实能达成本发明的目的。
以上所述者，仅为本发明的实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即凡依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明的范围。
Claims (10)
1.一种校正控制系统，其特征在于，适用于控制一个被控组件并包含：
一个控制装置，适于被一个使用者携带，且在一个控制坐标系中控制该被控组件的移位，并包括
一个通讯单元，连接一个通讯网络，
一个感测单元，感测该控制装置的指向，及
一个处理单元，电连接该通讯单元及该感测单元；以及
一个驱动端，包括
一个通讯模块，连接该通讯网络，并与该控制装置通讯，
一个感测模块，感测该驱动端的指向，
一个承载移动模块，承载该被控组件，并在一个运动坐标系中移动该被控组件，及
一个处理模块，电连接该通讯模块、该感测模块及该承载移动模块；
其中，在该控制装置的处理单元接收到来自该感测单元的该控制装置的指向后，该处理单元经由该通讯单元将该控制装置的指向传送至该驱动端，在该驱动端的处理模块接收到该控制装置的指向，且接收到来自该感测模块的该驱动端的指向后，该处理模块根据该驱动端的指向及该控制装置的指向，校正该运动坐标系。
2.根据权利要求1所述的校正控制系统，其特征在于：该处理模块根据该驱动端的指向及该控制装置的指向获得一个校正角度，并根据一个与该校正角度相关的旋转矩阵校正该运动坐标系。
3.根据权利要求1所述的校正控制系统，其特征在于：在该驱动端的处理模块接收到该控制装置的指向后，该处理模块还根据该控制装置的指向，控制该承载移动模块以转动该被控组件的指向。
4.根据权利要求1所述的校正控制系统，其特征在于：该控制装置还包括一个电连接该处理单元，且经由该使用者的操作产生一个相关于该被控组件的控制输出的指令输出单元，在该处理单元接收到来自该指令输出单元的该控制输出后，该处理单元经由该通讯单元将一个相关于该控制输出的控制讯号传送至该驱动端，在该驱动端的该处理模块接收到该控制讯号后，该处理模块根据该控制讯号，控制该承载移动模块以在校正后的该运动坐标系中移动该被控组件。
5.根据权利要求4所述的校正控制系统，其特征在于：该被控组件包含一个拍摄镜头，其中，该指令输出单元感测该使用者的移动以产生相关于该使用者的一个控制转向的该控制输出，在该驱动端的该处理模块接收到该控制讯号后，该处理模块根据该控制讯号获得一个移动方向，并根据该移动方向及该被控组件的拍摄镜头相对于校正后的该运动坐标系的一个三维坐标，利用一种逆向运动学算法，控制该承载移动模块以在校正后的该运动坐标系中移动该被控组件，以使该被控组件的拍摄镜头往该移动方向移动。
6.一种控制装置，适于被一个使用者携带，且在一个控制坐标系中控制一个被控组件的移位，并经由一个通讯网络与一个承载有该被控组件的驱动端连接，该驱动端在一个运动坐标系中移动该被控组件，其特征在于，该控制装置包含：
一个通讯单元，连接该通讯网络；
一个感测单元，感测该控制装置的指向；及
一个处理单元，电连接该通讯单元及该感测单元；
其中，在该控制装置的处理单元接收到该驱动端的指向，且接收到来自该感测单元的该控制装置的指向后，该处理单元根据该驱动端的指向及该控制装置的指向产生一个校正角度，并经由该通讯单元传送该控制装置的指向及该校正角度至该驱动端，以使该驱动端根据一个与该校正角度相关的旋转矩阵校正该运动坐标系。
7.一种驱动端，承载有一个被控组件，并经由一个通讯网络与一个控制装置连接，其特征在于，该驱动端包含：
一个通讯模块，连接该通讯网络；
一个感测模块，感测该驱动端的指向；
一个承载移动模块，承载该被控组件，并在一个运动坐标系中移动该被控组件；及
一个处理模块，电连接该通讯模块、该感测模块及该承载移动模块；
其中，在该驱动端的处理模块接收到该控制装置的指向，且接收到来自该感测模块的该驱动端的指向后，该处理模块根据该驱动端的指向及该控制装置的指向产生一个校正角度，并根据一个与该校正角度相关的旋转矩阵校正该运动坐标系。
8.根据权利要求7所述的驱动端，其特征在于：在该驱动端的处理模块接收到该控制装置的指向后，该处理模块还根据该控制装置的指向，控制该承载移动模块以转动该被控组件的指向。
9.根据权利要求7所述的驱动端，其特征在于：在该驱动端的该处理模块接收到一个相关于该被控组件的控制讯号后，该处理模块根据该控制讯号，控制该承载移动模块以在校正后的该运动坐标系中移动该被控组件。
10.根据权利要求9所述的驱动端，其特征在于：该被控组件包含一个拍摄镜头，其中，该控制讯号相关于一个使用者的一个控制转向，在该驱动端的该处理模块接收到该控制讯号后，该处理模块根据该控制讯号获得一个移动方向，并根据该移动方向及该被控组件的拍摄镜头相对于校正后的该运动坐标系的一个三维坐标利用一种逆向运动学算法，控制该承载移动模块以在校正后的该运动坐标系中移动该被控组件，以使该被控组件的拍摄镜头往该移动方向移动。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710532528.7A CN109243595B (zh) | 2017-07-03 | 2017-07-03 | 校正控制系统、控制装置及驱动端 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710532528.7A CN109243595B (zh) | 2017-07-03 | 2017-07-03 | 校正控制系统、控制装置及驱动端 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109243595A CN109243595A (zh) | 2019-01-18 |
| CN109243595B true CN109243595B (zh) | 2022-03-01 |
Family
ID=65083180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710532528.7A Active CN109243595B (zh) | 2017-07-03 | 2017-07-03 | 校正控制系统、控制装置及驱动端 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109243595B (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103009392A (zh) * | 2011-09-21 | 2013-04-03 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 机械手臂的坐标校正系统及方法 |
| CN103593044A (zh) * | 2012-08-13 | 2014-02-19 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 电子装置校正系统及方法 |
| TW201502733A (zh) * | 2013-07-04 | 2015-01-16 | 鴻海精密工業股份有限公司 | 視覺對位元裝置、視覺對位元系統及方法 |
| WO2015162946A1 (ja) * | 2014-04-22 | 2015-10-29 | ソニー株式会社 | 頭部位置検出装置及び頭部位置検出方法、画像処理装置及び画像処理方法、表示装置、並びにコンピューター・プログラム |
| CN105269580A (zh) * | 2014-06-25 | 2016-01-27 | 上银科技股份有限公司 | 机械手臂的安全控制方法 |
| CN105395252A (zh) * | 2015-12-10 | 2016-03-16 | 哈尔滨工业大学 | 具有人机交互的可穿戴式血管介入手术三维立体图像导航装置 |
| CN106064378A (zh) * | 2016-06-07 | 2016-11-02 | 南方科技大学 | 一种无人机机械臂的控制方法和装置 |
-
2017
- 2017-07-03 CN CN201710532528.7A patent/CN109243595B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103009392A (zh) * | 2011-09-21 | 2013-04-03 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 机械手臂的坐标校正系统及方法 |
| CN103593044A (zh) * | 2012-08-13 | 2014-02-19 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 电子装置校正系统及方法 |
| TW201502733A (zh) * | 2013-07-04 | 2015-01-16 | 鴻海精密工業股份有限公司 | 視覺對位元裝置、視覺對位元系統及方法 |
| WO2015162946A1 (ja) * | 2014-04-22 | 2015-10-29 | ソニー株式会社 | 頭部位置検出装置及び頭部位置検出方法、画像処理装置及び画像処理方法、表示装置、並びにコンピューター・プログラム |
| CN105269580A (zh) * | 2014-06-25 | 2016-01-27 | 上银科技股份有限公司 | 机械手臂的安全控制方法 |
| CN105395252A (zh) * | 2015-12-10 | 2016-03-16 | 哈尔滨工业大学 | 具有人机交互的可穿戴式血管介入手术三维立体图像导航装置 |
| CN106064378A (zh) * | 2016-06-07 | 2016-11-02 | 南方科技大学 | 一种无人机机械臂的控制方法和装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109243595A (zh) | 2019-01-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106168326B (zh) | 用于相机的电动型多轴云台和单杆 | |
| EP3139239B1 (en) | Control apparatus, cradle head using same, and cradle head control method | |
| US10558111B2 (en) | Handheld stabilizer | |
| GB2521865A (en) | Camera stabilisation mounting | |
| US9725048B2 (en) | Motor vehicle comprising an electronic rear-view mirror | |
| JP2009241247A (ja) | ステレオ画像型検出移動装置 | |
| WO2017033619A1 (ja) | 撮像システム及び撮像制御方法 | |
| JP2010246088A (ja) | 車載カメラ装置の画像調整装置及び方法、並びに車載カメラ装置 | |
| TW201205431A (en) | Head wearable display system with interactive function and display method thereof | |
| WO2020166581A1 (ja) | 画像調整システム、画像調整装置、及び画像調整方法 | |
| US8749894B2 (en) | Lens barrel | |
| CN109243595B (zh) | 校正控制系统、控制装置及驱动端 | |
| JPH11262884A (ja) | ロボットのマニュアル操作装置 | |
| TWI635847B (zh) | Correction control system, control device and drive end | |
| JP2001121458A (ja) | ロボットコントローラ | |
| JP3586610B2 (ja) | 角度自動調節機能付きディスプレイ | |
| WO2020062163A1 (zh) | 云台的控制方法及手持云台、手持设备 | |
| JP2020032320A (ja) | 解体システム | |
| WO2019183799A1 (zh) | 控制模块及手持设备 | |
| JP2000042960A (ja) | マニピュレータの遠隔操作装置 | |
| TWM465585U (zh) | 可攜式數位穩定器 | |
| KR20080022768A (ko) | 반자동 주차시스템의 목표 주차위치 지정방법 | |
| TWI780877B (zh) | 自適性顯示裝置 | |
| CN112119362A (zh) | 云台系统及其控制方法 | |
| CN213302862U (zh) | 手持云台 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |