本發明涉及機械手控制技術領域，尤其涉及一種人機交互的機械手控制方法、終端及系統。

背景技術：

隨著電子技術的不斷發展和進步，機電產品的技術日新月異，在這些機電產品中機械手為實現其自動控制的關鍵的部件之一。

目前，市面上的機械手大體包括兩種，一種全自動控制，利用全自動控制來實現某一特定動作，如利用機械手自動取料及放料等動作，通過預設的程序及機械手的特定裝置，重復地執行取料及放料操作；另一種是根據操作員的操作控制機械手的移動的半自動機械手，半自動的機械手可以根據具體的需求來對機械手的關節進行控制，如此，以控制某一關節移動實現操作要求，相比于全自動的機械手而言，半自動的機械手具有較佳的可操作性。如，現有技術中的半自動機械手的各關節通過軟件在顯示屏以長條形的控制條實現，需要移動半自動機械手時，可以移動控制條的控制塊，實現半自動機械手的彎折。然而，操作者在實現對上述的半自動機械手在操作時，需要隨時通過目測進行修正機械手的各關節狀態，操作復雜，往往需要控制多個滑塊，操作效率很低，導致用戶的體驗較差的問題。

有鑒于此，有必要對上述的半自動的機械手的控制方法進行進一步改進。

技術實現要素：

為解決上述至少一技術問題，本發明的主要目的是提供一種人機交互的機械手控制方法。

為實現上述目的，本發明采用的一個技術方案為：提供一種人機交互的機械手控制方法，包括如下步驟：

在屏幕上虛擬出一具有至少兩個活動節點的虛擬機械手，并指定末端活動節點作為目標節點；

在目標節點被觸發時，響應用戶的拖拽操作，并根據目標節點的拖拽路線生成移動路徑；以及

根據移動路徑生成控制機械手運動的控制信號，并根據控制信號控制機械手按照虛擬機械手的移動方式而運動。

優選地，所述根據移動路徑生成控制機械手運動的控制信號，并根據控制信號控制機械手按照虛擬機械手的移動方式而運動的步驟，具體包括：

在一設定周期內，根據移動路徑記錄目標節點與相鄰節點的初始角度與終止角度；

根據目標節點與相鄰節點連線的初始角度與終止角度計算出目標節點的角度變化量；

根據角度變化量生成控制機械手運動的同步控制信號，以使機械手按照虛擬機械手的移動方式而同步運動。

優選地，所述在移動路徑上記錄目標節點與相鄰節點連線的初始角度與終止角度的步驟之前，還包括：

判斷目標節點的移動路徑是否處于第一運動路徑，

如果目標節點的移動路徑在第一運動路徑上，則在一設定周期內，根據移動路徑記錄目標節點與相鄰節點連線的初始角度與終止角度。

優選地，所述判斷目標節點的移動路徑是否處于第一運動路徑的步驟，還包括：

如果目標節點的移動路徑不在第一運動路徑上，則記錄相鄰節點與上一節點連線的初始角度與終止角度，并記錄目標節點的位置；

根據相鄰節點與上一節點連線的初始角度與終止角度計算出目標節點的角度變化量，以及

根據角度變化量及目標節點的位置生成控制機械手運動的同步控制信號，以使機械手按照虛擬機械手的移動方式而同步運動。

為實現上述目的，本發明采用的另一個技術方案為：提供一種人機交互的機械手控制終端，包括：

虛擬模塊，用于在屏幕上虛擬出一具有至少兩個活動節點的虛擬機械手，并指定末端活動節點作為目標節點；

響應模塊，用于在目標節點被觸發時，響應用戶的拖拽操作，并根據目標節點的拖拽路線生成移動路徑；以及

處理模塊，用于根據移動路徑生成控制機械手運動的控制信號，并根據控制信號控制機械手按照虛擬機械手的移動方式而運動。

優選地，所述處理模塊，具體包括：

記錄單元，用于在一設定周期內，根據移動路徑記錄目標節點與相鄰節點的初始角度與終止角度；

計算單元，用于根據目標節點與相鄰節點連線的初始角度與終止角度計算出目標節點的角度變化量；

控制單元，用于根據角度變化量生成控制機械手運動的同步控制信號，以使機械手按照虛擬機械手的移動方式而同步運動。

優選地，還包括：

判斷單元，用于判斷目標節點的移動路徑是否處于第一運動路徑，

如果目標節點的移動路徑在第一運動路徑上，則在一設定周期內，根據移動路徑記錄目標節點與相鄰節點連線的初始角度與終止角度。

優選地，所述判斷單元，還用于：

如果目標節點的移動路徑不在第一運動路徑上，則記錄相鄰節點與上一節點連線的初始角度與終止角度，并記錄目標節點的位置；

根據相鄰節點與上一節點連線的初始角度與終止角度計算出目標節點的角度變化量，以及

根據角度變化量及目標節點的位置生成控制機械手運動的同步控制信號，以使機械手按照虛擬機械手的移動方式而同步運動。

為實現上述目的，本發明采用的又一個技術方案為：提供一種人機交互的機械手控制系統，包括機械手、驅動機械手運動的驅動機構及為驅動機構提供控制信號的控制終端，所述控制終端包括上述的人機交互的機械手控制終端，具體包括：

虛擬模塊，用于在屏幕上虛擬出一具有至少兩個活動節點的虛擬機械手，并指定末端活動節點作為目標節點；

響應模塊，用于在目標節點被觸發時，響應用戶的拖拽操作，并根據目標節點的拖拽路線生成移動路徑；以及

處理模塊，用于根據移動路徑生成控制機械手運動的控制信號，并根據控制信號控制機械手按照虛擬機械手的移動方式而運動。

本發明的技術方案通過屏幕上虛擬出一具有至少兩個活動節點的虛擬機械手，并且指定末端活動節點作為目標節點，該目標節點可以響應用戶的觸發動作(如手指的觸摸滑動、鼠標滑動等)，具體的，當該目標節點被觸發時，響應用戶的拖拽操作，并根據目標節點的拖拽路線生成移動路徑；根據移動路徑生成控制機械手運動的控制信號，并根據控制信號控制機械手按照虛擬機械手的移動方式而運動，如此，用戶只需在屏幕上拖拽機械手的末端活動節點，就可以操作機械手，能夠大大降低了機械手控制的復雜程度，同時提高控制精度，并且無需再用人工目測方式對機械手的狀態進行修正，能夠提高操作效率，具有較佳的體驗效果。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖示出的結構獲得其他的附圖。

圖1為本發明一實施例人機交互的機械手控制方法的流程示意圖；

圖2為圖1中步驟S30的具體流程示意圖；

圖3為圖1中機械手中節點移動的一結構示意圖；

圖4為圖1中機械手中節點移動的另一結構示意圖；

圖5為本發明一實施例人機交互的機械手控制終端的模塊方框圖；

圖6為圖5中處理模塊的模塊方框圖。

本發明目的的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

需要說明，本發明中涉及“第一”、“第二”等的描述僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示其相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。另外，各個實施例之間的技術方案可以相互結合，但是必須是以本領域普通技術人員能夠實現為基礎，當技術方案的結合出現相互矛盾或無法實現時應當認為這種技術方案的結合不存在，也不在本發明要求的保護范圍之內。

目前對多節機械手的操作過程中，需要同時對多個節點進行滑動處理，如此，造成機械手操作的復雜度高，用戶體驗效果差的問題，為此，本發明提供了一種人機交互的機械手控制方法，旨在簡化機械手的操作，提高用戶的體驗效果，具體方法請參照下述的實施例。

請參照圖1，在本發明實施例中，該人機交互的機械手控制方法，包括如下步驟：

步驟S10、在屏幕上虛擬出一具有至少兩個活動節點的虛擬機械手，并指定末端活動節點作為目標節點；

步驟S20、在目標節點被觸發時，響應用戶的拖拽操作，并根據目標節點的拖拽路線生成移動路徑；以及

步驟S30、根據移動路徑生成控制機械手運動的控制信號，并根據控制信號控制機械手按照虛擬機械手的移動方式而運動。

本實施例中，先在屏幕上模擬出一虛擬機械手，該機械手具有至少兩個活動節點，如此，在至少兩個活動節點中可以選擇末端節點作為目標節點。該目標節點可以由鼠標拖拽移動，也可以由手指滑動拖拽移動。在拖拽目標節點移動時，可以根據目標節點的拖拽運動生成移動路徑，該的移動路徑可以為末端節點與相鄰節點間連接的角度增量等。請參照圖3，目標節點12為活動點，可以繞第一節點13(相鄰節點)轉動，如此，通過計算末端節點的角度增量可以生成控制機械手運動的控制信號，以控制機械手同步運動。

本發明的技術方案通過屏幕上虛擬出一具有至少兩個活動節點的虛擬機械手，并且指定末端活動節點作為目標節點12，該目標節點12可以響應用戶的觸發動作(如手指的觸摸滑動、鼠標滑動等)，具體的，當該目標節點12被觸發時，響應用戶的拖拽操作，并根據目標節點12的拖拽路線生成移動路徑；根據移動路徑生成控制機械手運動的控制信號，并根據控制信號控制機械手按照虛擬機械手的移動方式而運動，如此，用戶只需在屏幕上拖拽機械手的末端活動節點，就可以操作機械手，能夠大大降低了機械手控制的復雜程度，同時提高控制精度，并且無需再用人工目測方式對機械手的狀態進行修正，能夠提高操作效率，具有較佳的體驗效果。

請參照圖2，在一具體的實施例中，所述根據移動路徑生成控制機械手運動的控制信號，并根據控制信號控制機械手按照虛擬機械手的移動方式而運動的步驟S30，具體包括：

步驟S31、在一設定周期內，根據拖拽路徑記錄目標節點與相鄰節點的初始角度與終止角度；

步驟S32、根據目標節點與相鄰節點連線的初始角度與終止角度計算出目標節點的角度變化量；

步驟S33、根據角度變化量生成控制機械手運動的同步控制信號，以使機械手按照虛擬機械手的移動方式而同步運動。

為了提高控制的精度和降低計算的復雜性，本實施例中，可以在一設定周期內計算目標節點與相鄰節點連線的初始角度與終止角度的目標節點的角度變化量，如，終止角度減去初始角度得出單位時間內的角度變化量，然后根據角度變化量可以生成同步控制信號，以使機械手同步移動。

在一具體的實施例中，所述在移動路徑上記錄目標節點與相鄰節點連線的初始角度與終止角度的步驟S31之前，還包括：

判斷目標節點的移動路徑是否處于第一運動路徑，

如果目標節點的移動路徑在第一運動路徑上，則在一設定周期內，根據移動路徑記錄目標節點與相鄰節點連線的初始角度與終止角度。

請參照圖4，最簡單的計算情況是利用末端節點的移動來滿足用戶需求的問題，如此，目標節點12只運動在第一運動路徑11上，該第一運動路徑11為目標節點12與相鄰節點連接為半徑形成的圓周。

進一步的，所述判斷目標節點的移動路徑是否處于第一運動路徑的步驟，還包括：

如果目標節點的移動路徑不在第一運動路徑上，則記錄相鄰節點與上一節點連線的初始角度與終止角度，并記錄目標節點的位置；

根據相鄰節點與上一節點連線的初始角度與終止角度計算出目標節點的角度變化量，以及

根據角度變化量及目標節點的位置生成控制機械手運動的同步控制信號，以使機械手按照虛擬機械手的移動方式而同步運動。

請參照圖4，當利用末端節點的移動不能滿足用戶需求的問題時，也就是，末端節點的目標節點12的移動路徑不在第一運動路徑11上時，根據第二節點(相鄰節點)與上一節點的連線的角度變化量及末端節點的位置，可以生成控制信號，以帶動機械手同步運動。

請參照圖5，本發明的實施例中，該人機交互的機械手控制終端，包括：

虛擬模塊10，用于在屏幕上虛擬出一具有至少兩個活動節點的虛擬機械手，并指定末端活動節點作為目標節點；

響應模塊20，用于在目標節點被觸發時，響應用戶的拖拽操作，并根據目標節點的拖拽路線生成移動路徑；以及

處理模塊30，用于根據移動路徑生成控制機械手運動的控制信號，并根據控制信號控制機械手按照虛擬機械手的移動方式而運動。

本實施例中，先通過虛擬模塊10在屏幕上模擬出一虛擬機械手，該機械手具有至少兩個活動節點，如此，在至少兩個活動節點中可以選擇末端節點作為目標節點。該目標節點可以由鼠標拖拽移動，也可以由手指滑動拖拽移動。在拖拽目標節點移動時，通過響應模塊20可以根據目標節點的拖拽運動生成移動路徑，該的移動路徑可以為末端節點與相鄰節點間連接的角度增量等。請參照圖3，末端節點為活動點，可以繞第一節點13(相鄰節點)轉動，如此，通過處理模塊30可以計算末端節點的角度增量生成控制機械手運動的控制信號，以控制機械手同步運動。

請參照圖6，所述處理模塊30，具體包括：

記錄單元31，用于在一設定周期內，根據拖拽路記錄目標節點與相鄰節點的初始角度與終止角度；

計算單元32，用于根據目標節點與相鄰節點連線的初始角度與終止角度計算出目標節點的角度變化量；

控制單元33，用于根據角度變化量生成控制機械手運動的同步控制信號，以使機械手按照虛擬機械手的移動方式而同步運動。

為了提高控制的精度和降低計算的復雜性，本實施例中，通過記錄單元31可以記錄目標節點與相鄰節點的初始角度與終止角度，然后通過計算單元32可以在一設定周期內計算目標節點與相鄰節點連線的初始角度與終止角度的目標節點的角度變化量，如，終止角度減去初始角度得出單位時間內的角度變化量，最后通過控制單元33根據角度變化量可以生成同步控制信號，以使機械手同步移動。

請參照圖6，在一具體的實施例中，還包括：

判斷單元，用于判斷目標節點的移動路徑是否處于第一運動路徑，

如果目標節點的移動路徑在目第一運動路徑上，則在一設定周期內，根據移動路徑記錄目標節點與相鄰節點連線的初始角度與終止角度。

請參照圖3，最簡單的計算情況是利用末端節點的移動來滿足用戶需求的問題，如此，目標節點12只運動在第一運動路徑11上，該第一運動路徑11為目標節點12與相鄰節點連接為半徑形成的圓周。

進一步的，所述判斷單元，還用于：

如果目標節點的移動路徑不在第一運動路徑上，則記錄相鄰節點與上一節點連線的初始角度與終止角度，并記錄目標節點的位置；

根據相鄰節點與上一節點連線的初始角度與終止角度計算出目標節點的角度變化量，以及

根據角度變化量及目標節點的位置生成控制機械手運動的同步控制信號，以使機械手按照虛擬機械手的移動方式而同步運動。

請參照圖4，當利用末端節點的移動不能滿足用戶需求的問題時，也就是，目標節點12的移動路徑不在第一運動路徑11上時，根據第一節點13(相鄰節點)與上一節點的連線的角度變化量及末端節點的位置，可以生成控制信號，以帶動機械手同步運動。

本發明的實施例中，該人機交互的機械手控制系統，包括機械手、驅動機械手運動的驅動機構及為驅動機構提供控制信號的控制終端，所述控制終端包括上述的人機交互的機械手控制終端，該人機交互的機械手控制終端的具體結構請參照上述的實施例，此處不再贅述。由于人機交互的機械手控制系統采用了上述的人機交互的機械手控制終端，因此，至少具有人機交互的機械手控制終端的所有優點和效果。

以上所述僅為本發明的優選實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是在本發明的發明構思下，利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構變換，或直接/間接運用在其他相關的技術領域均包括在本發明的專利保護范圍內。