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申请/专利权人：燕山大学;北京大学人民医院

摘要：本发明属于机械臂遥操作技术领域，具体涉及一种基于视觉引导的双臂手机器人实时遥操作的搭建方法，其包括规划第一实验区域并搭建第一实验平台，获取双臂手机器人姿态信息、末端关节的齐次变换矩阵并转化第一坐标系；规划第二实验区域并搭建第二实验平台；多相机标定并转化第二坐标系；获得跟踪状态下机械臂末端关节位置的空间变换位姿信息，读取手指位姿数据，进行实时跟随。本发明的实时遥操作系统包括控制系统主机、操作手套、光学定位仪、定位坐标板、标记球工具和双臂手机器人，本发明将光学定位仪识别标记球工具的方法引入双臂手机器人遥操作控制中，更加精准和快速，同时操作者穿戴操作手套远程控制机械臂的方法能提供更好的人机交互功能。

主权项：1.一种基于视觉引导的双臂手机器人实时遥操作的搭建方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：规划第一实验区域，双臂手机器人、第一光学定位仪和第一定位坐标板均在第一实验区域内进行；S2：第一实验平台搭建；S3：双臂手机器人姿态信息获取，由第一光学定位仪识别双臂手机器人手背部的第六标记球工具和第七标记球工具的空间坐标信息，以获取双臂手机器人的空间位姿信息，得到第一光学定位仪坐标系在第一机械手坐标系下的齐次变换矩阵在第二机械手坐标系下的齐次变换矩阵并得到第一光学定位仪坐标系在第一定位坐标板坐标系下的齐次变换矩阵将数据传输给控制系统主机；S4：获取双臂手机器人末端关节的齐次变换矩阵，通过机械臂接口函数获得，第一机械臂末端关节坐标系在第一机械臂坐标系下的齐次变换矩阵第二机械臂末端关节坐标系在第二机械臂坐标系下的齐次变换矩阵S5：转化第一坐标系，通过手眼标定算法和空间位姿转换后，得到第一定位坐标板坐标系在第一机械臂坐标系下的变换矩阵和在第二机械臂坐标系下的变换矩阵并将标定结果以文本文件的形式保存在控制系统主机中；S6：规划第二实验区域，第一操作手套、第二操作手套、第一光学定位仪、第二光学定位仪和第二定位坐标板在第二实验区域内进行；S7：第二实验平台搭建；S8：多相机标定，通过将装有标记球工具的标定工具放置在第一光学定位仪和第二光学定位仪的公共视场范围后，使用空间位姿转换确定第一光学定位仪和第二光学定位仪的相对位姿关系并将标定结果以文本文件的形式保存在控制系统主机中；S9：转化第二坐标系，通过第一光学定位仪识别第一操作手套坐标系在第一光学定位仪坐标系下的齐次变换矩阵第二定位坐标板坐标系在第一光学定位仪坐标系下的齐次变换矩阵通过第二光学定位仪识别第二操作手套坐标系在第二光学定位仪坐标系下的齐次变换矩阵并将S8步骤中的第一光学定位仪和第二光学定位仪的相对位姿标定结果取出，经过矩阵计算，得到第一操作手套坐标系在第二定位坐标板坐标系下的齐次变换矩阵第二操作手套坐标系在第二定位坐标板坐标系下的齐次变换矩阵S10：令实时遥操作过程中的第二操作手套坐标系和第一操作手套坐标系相对于第二定位坐标板坐标系的齐次变换矩阵和分别等于第一机械手坐标系和第二机械手坐标系相对于第一定位坐标板坐标系的齐次变换矩阵和后，经过矩阵计算后，得到跟踪状态下的第一机械臂末端关节坐标系在第一机械臂坐标系下的齐次变换矩阵第二机械臂末端关节坐标系在第二机械臂坐标系下的齐次变换矩阵S11：由第一操作手套和第二操作手套中的手指位姿传感器读取手指位姿数据后，将手指位姿数据传输给控制系统主机中；S12：将第一光学定位仪和第二光学定位仪采集到的第一操作手套和第二操作手套相对于第二定位坐标板的运动轨迹数据，传输到控制系统主机中，并转化到双臂手机器人的双臂手相对于第一定位坐标板的位姿变换后，由控制系统主机下发控制指令，控制双臂手机器人的第一机械手和第一机械臂以及第二机械手和第二机械臂对转化后的运动轨迹分别进行实时跟随。

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百度查询： 燕山大学 北京大学人民医院 基于视觉引导的双臂手机器人实时遥操作的搭建方法及系统