基于人体运动预测的协作机器人避障方法研究

作     者：丁俊涵 崔玉霞 王天宇 王宪伦 DING Junhan;CUI Yuxia;WANG Tianyu;WANG Xianlun

作者机构：青岛科技大学机电工程学院山东青岛266061 青岛安捷医疗科技有限公司山东青岛266100 

出 版 物：《传感器与微系统》 (Transducer and Microsystem Technologies)

年 卷 期：2024年第43卷第6期

页      面：42-45页

学科分类：080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51105213) 

主　　题：人机协作 人体运动预测 避障 

摘      要：针对人机协作系统中的误识别及碰撞检测问题,对人体关节信息提取和建模方法进行研究。设计了一种基于关节间距离的粗大误差剔除策略;在分析了手部运动轨迹规律后,提出一种基于历史轨迹的关节位置跟踪预测方法,通过差分法求导速度的方式,对下一时间节点位置进行预测,在相机采集数据出现异常时,进行校正补充。基于方向包围盒(OBB)思想,建立了一种人机碰撞检测模型,找到了一种机械臂包络体与障碍物实际最小距离的计算方法,避免了系统的错误判断和多余避碰动作的产生;对所述方法进行了碰撞检测仿真验证。结果表明:所提出的方法稳定可靠,可以有效避免人机协作中碰撞的发生。