CN204414118U - 控制装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种控制装置，包括：影像采集器以及头戴式显示器，其中，影像采集器用来采集目标影像，头戴式显示器用来接收该目标影像并转换成仿真影像，并将该仿真影像显示在窗口上，且该头戴式显示器可传输该仿真影像的数据指令至一机器，使该目标影像能操控该机器的动作。

Description

控制装置

技术领域

本申请涉及一种控制装置，尤其是一种能够提高便利性的控制装置。

背景技术

随着科学技术的发展及生活需求的提高，人们对一些必备实用产品的需求量也不断扩大。为了加快生产流程并提高产量，一般制造厂生产时会采用包含机械手(如图1所示的现有机械手1)的自动化控制系统，因此，机械手的使用逐渐变得非常普及。

一般地，控制机械手1的方式为将机械手1电性连接一计算机，操作人员通过控制计算机来操控机械手1的运作。现有机械手1的运作方式可设定为寸动控制程序、计算机3D仿真程序或人手直接辅助等。

然而，上述的运作方式，操作人员需处在工作室中，而非处在机械手1工作现场，因此仅能通过计算机判断现场情况，无法亲自观察现场情况，从而往往出现因空间受限、人为误操作(如未看到该机械手1的目标物)或技术参数错误等造成机械手1撞机甚至卡死现象。

因此，如何克服上述现有技术的问题，已成为目前业界亟待克服的难题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种控制装置，用以解决现有技术中操作人员无法在机械手现场控制机械手的技术问题。为实现所述目的，本实用新型提供的技术方案如下：

一种控制装置，包括影像采集器以及头戴式显示器，其中，影像采集器用于采集目标影像，头戴式显示器用于接收该目标影像，将其转换为仿真影像并显示在窗口上，且该头戴式显示器将该仿真影像的数据指令传输至一机器，以使该目标影像操控该机器的动作。

由以上可知，本实用新型提供的控制装置，通过头戴式显示器接收目标影像并将其转换为对应该机器的仿真影像，以使该目标影像(或者认为是该目标影像转换的仿真图像)能仿真操控该机器的动作，从而达到操控人员眼手合一、减少机器撞机甚至卡死的现象。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有机械手的示意图；

图2为本实用新型实施例提供的控制装置的示意图；

图3为本实用新型实施例提供的控制装置显示的窗口示意图；

图4为本实用新型实施例提供的控制装置中的头戴式显示器的控制流程图；

图5为本实用新型实施例提供的控制装置的使用状态示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图2，其示出了本实用新型实施例提供的控制装置2的立体示意图。如图2所示，该控制装置2用于控制一机器9的动作，且该控制装置2包括一影像采集器20以及一头戴式显示器21。

在本实施例中，该机器9为机器手，其具有多个转轴90a-90e，以全方位抓取目标物。

影像采集器20用于采集目标影像3。具体地，该影像采集器20能采集立体影像，故该影像采集器可为三维(3D)影像采集器。或见图2所示，该影像采集器20为两电荷耦合组件(Charge-coupled Device，简称CCD)式相机200，以采集立体影像。

在本实施例中，该目标影像3为使用者的手臂，且该目标影像3位于该影像采集器20的有效采集区域A内。

头戴式显示器21可为眼镜结构式的光学头戴式显示器(opticalhead-mounted display，简称OHMD)，并在使用者的视野范围内生成窗口210，且该头戴式显示器21用来接收该目标影像3并利用内设程序转换成仿真影像3’(如图3所示)，使该仿真影像3’显示在该窗口210上。在使用时，该头戴式显示器21能够传输该仿真影像3’的数据指令至该机器9，使该目标影像3通过该仿真影像3’操控该机器9的动作。

在本实施例中，该头戴式显示器21存取该机器9的多个节点30a-30e(用来定义转轴90a-90e的相对位置)并显示在该窗口210上，再利用该头戴式显示器21的内设程序，将各个节点30a-30e匹配在该目标影像3上，经计算后，使各个节点30a-30e相连而形成该仿真影像3’，可见，该仿真影像3’的轮廓对应该机器9的轮廓。

具体地，该头戴式显示器21利用自动光学检查(Automated OpticalInspection，简称AOI)影像判别功能捕抓转轴90a-90e以存取各个节点30a-30e，且该头戴式显示器21与该机器9的控制器之间利用无线通讯方式传输该些转轴90a-90e的信息，以将各个转轴90a-90e转换成该窗口210上的节点30a-30e。

再者，该头戴式显示器21的内设程序可依上述方式进行编写。具体地，如图4所示，该内设程序包括：3D视觉系统、手臀节点辨识功能、多轴结运动控制及轴运动控制等。其中，该3D视觉系统可包含该头戴式显示器21的OHMD视觉系统、该影像采集器20的左侧视觉系统与右侧视觉系统。另外，该多轴结运动控制与该轴运动控制的轴数量依需求(如该机器9的种类)而设定。

另外，该窗口210上还可呈现各个节点30a-30e的坐标300。具体地，该坐标300会呈现旋转角度、X轴向位置、Y轴向位置及Z轴向位置。

结合图1至图4，说明本控制装置的工作过程。具体地，利用该头戴式显示器21配合该影像采集器20先将该采集区域A中的目标影像3(如手臂)定位，并利用内设程序(如手臀节点辨识程序)将该目标影像3转换成所需的坐标300，成为该对应该机器9(如机械手)的仿真影像3’以进行多轴结运动控制。当该手臀进行仿真动作时，该头戴式显示器21会传输该手臀的数据指令至该机械手的控制器，则该机械手就会依据该仿真动作的路径进行移动。

另外，如图5所示，在控制该机器9的运作时，操作人员5只需通过该影像采集器20监测该目标影像3(即手臂)的移动，操作人员5的眼睛可直接看(图中虚线箭头方向)该机器9(即机械手)，而该头戴式显示器21的窗口210内会出现该仿真影像3’移动时的坐标变化，使操作人员5与该机器9能达到眼手合一，从而避免该机器9发生撞机现象。

在另一实施例中，该头戴式显示器21可存取该机器9所配合的目标物(如图2中示出的工件8)并转换为定位影像(图略)。

具体地，将该工件放置该采集区域A中，使该影像采集器20将该工件8的影像指令传输至该头戴式显示器21，再通过该头戴式显示器21的内设程序，将该影像指令转换为定位影像，并显示在该窗口210上，以供该仿真影像3’进行定位(即重新计算各该节点30a-30e的坐标300)，使该仿真影像3’与该定位影像间的距离以及该机器与该工件间的距离呈现等比例。

因此，当该采集区域A中的手臀对该工件8进行仿真动作时，该机器9就会依据该仿真动作的路径作等效移动。

综上所述，本实用新型提供的控制装置2利用视觉方式来达成拟人化的直觉式运动控制，即利用OHMD整合机械手的运动控制，从而达到眼手合一的目的，并可提供该机械手更细微、更有效率、更精确的移动路径。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种控制装置，其特征在于，包括：影像采集器以及头戴式显示器；其中：

所述影像采集器，用于采集目标影像；

所述头戴式显示器，用于接收所述目标影像并转换成仿真影像，并将所述仿真影像显示在一窗口上，以及传输所述仿真影像的数据指令至一机器，以使所述仿真影像操控所述机器的动作。

2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述影像采集器为三维影像采集器。

3.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述影像采集器为电荷耦合组件式相机。

4.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述头戴式显示器为眼镜结构。

5.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述头戴式显示器存取所述机器的多个节点，并将各个所述节点与所述目标影像转换成所述仿真影像。

6.根据权利要求5所述的控制装置，其特征在于，所述窗口上显示各个所述节点的坐标。

7.根据权利要求5所述的控制装置，其特征在于，所述头戴式显示器利用自动光学检查影像判别功能捕抓各个所述节点。

8.根据权利要求5所述的控制装置，其特征在于，所述头戴式显示器与所述机器之间利用无线通讯方式传输所述节点的信息。

9.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述头戴式显示器存取所述机器所配合的工件并转换为定位影像，使所述仿真影像与所述定位影像间的距离以及所述机器与所述工件间的距离等比例。