申请/专利权人：华南理工大学

申请日：2020-09-10

公开（公告）日：2024-04-30

公开（公告）号：CN112140109B

主分类号：B25J9/16

分类号：B25J9/16;G06F3/01;G06F21/31;G16H40/67;H04L67/025

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.30#授权;2021.01.15#实质审查的生效;2020.12.29#公开

摘要：本发明公开了一种基于Web网页和肌电信号的机器人远程控制系统及方法，系统的控制端包括用户端和肌电信号采集装置，终端包括机器人执行系统和传感信号采集装置，服务器端包括Web服务器、数据库服务器、肌电信号处理服务器、机器人控制服务器和传感数据处理服务器；用户端通过Web网页向Web服务器发送终端控制指令；肌电信号采集装置向肌电信号处理服务器发送用户的肌电信号，机器人控制服务器根据肌电信号控制机器人执行系统、根据终端控制指令控制机器人执行系统和传感信号采集装置，或者结合终端控制指令和用户的肌电信号共同控制机器人执行系统和传感信号采集装置。本发明能够通过多种方式有效控制终端，控制精度高，实用性强。

主权项：1.一种基于Web网页和肌电信号的机器人远程控制方法，应用于基于Web网页和肌电信号的机器人远程控制系统，其特征在于，所述机器人远程控制系统包括控制端、终端和服务器端，其中，控制端包括用户端和肌电信号采集装置，用户端具有用于输入终端控制指令和显示终端数据的Web网页，肌电信号采集装置用于采集用户在不同手势动作下的肌电信号；终端包括机器人执行系统和传感信号采集装置，传感信号采集装置位于机器人执行系统上和或机器人执行系统周边环境，用于采集机器人执行系统数据和或周边环境数据；服务器端包括Web服务器、数据库服务器、肌电信号处理服务器、机器人控制服务器和传感数据处理服务器，用户端连接Web服务器，并通过Web网页向Web服务器发送终端控制指令；肌电信号采集装置连接肌电信号处理服务器，并向其发送用户的肌电信号；机器人控制服务器连接并控制传感数据处理服务器、Web服务器和肌电信号处理服务器，机器人控制服务器从Web服务器获取终端控制指令；肌电信号处理服务器还连接Web服务器，肌电信号处理服务器用于直接向机器人控制服务器发送用户的肌电信号或者通过Web服务器向机器人控制服务器发送用户的肌电信号；传感数据处理服务器连接传感信号采集装置和Web服务器，用于通过Web服务器将传感信号采集装置所采集的机器人执行系统数据和或周边环境数据发送到用户端；数据库服务器连接Web服务器，用于存储Web服务器接收到的数据；Web服务器用于与Web网页和其他服务器交互，以及检索数据库服务器中的数据；机器人控制服务器连接机器人执行系统，并根据用户的肌电信号控制机器人执行系统、根据用户端Web网页输入的终端控制指令控制机器人执行系统和传感信号采集装置，或者结合终端控制指令和用户的肌电信号共同控制机器人执行系统和传感信号采集装置；用户端的Web网页与Web服务器之间通过无线网络进行连接，并且采用http协议进行通信连接；传感信号采集装置与传感数据处理服务器之间、机器人控制服务器与机器人执行系统之间、传感数据处理服务器与Web服务器之间、机器人控制服务器与Web服务器之间均通过无线网络进行连接，并且均采用TCP协议进行通信；肌电信号采集装置与肌电信号处理服务器之间、肌电信号处理服务器与Web服务器之间、肌电信号处理服务器与机器人控制服务器之间、传感数据处理服务器与机器人控制服务器之间均采用无线通信方式进行连接，无线通信方式为蓝牙、3G4G5G或者无线网络；Web服务器与数据库服务器之间通过JDBCAPI进行连接；肌电信号采集装置为穿戴式，肌电信号采集装置佩戴在用户手臂上；用户端为工控机、电脑、平板或者手机；传感信号采集装置包括摄像头、距离传感器和陀螺仪；部分或者全部摄像头安装在可旋转摄像头基架上，并由用户端通过Web网页选择传感信号采集装置中若干个摄像头和输入针对所选摄像头旋转角度的旋转角度控制指令；机器人执行系统包括机械臂系统和移动机器人，移动机器人、机械臂系统分别设有电机或舵机，机器人控制服务器连接并控制电机或舵机，进而控制机械臂系统及移动机器人的动作；Web网页包括用于供系统访客或者系统管理员输入用户账号名和密码的注册界面和登录界面、用于输入针对机器人执行系统中任一机械臂系统和或移动机器人，或者针对传感信号采集装置中任一元件的终端控制指令的输入界面、用于显示任一机械臂系统和移动机器人的机器人执行系统数据以及周边环境数据的监控界面；数据库服务器存储有终端数据和采用MD5算法加密的Web网页的控制日志，控制日志存入数据库服务器的字符包括：用户账号名及密码符串、登录日期字符串还有该用户所进行的控制内容的编号字符；数据库服务器采用MySQL数据库服务器；所述机器人远程控制方法步骤如下：S1、用户在用户端输入Web服务器的URL，获得Web网页资源，然后在Web网页进行账号注册和登录，用户分为系统访客或者系统管理员两种类型；S2、登录成功之后，用户在Web网页选择需控制的机器人执行系统中的机械臂系统和或移动机器人以及传感信号采集装置，然后输入针对所选机械臂系统和或移动机器人以及传感信号采集装置的终端控制指令，然后Web网页将终端控制指令发送给Web服务器；若用户有佩戴肌电信号采集装置，则肌电信号采集装置还采集用户在不同手势动作下的肌电信号，并发送给肌电信号处理服务器；S3、Web服务器将终端控制指令发送给机器人控制服务器；肌电信号处理服务器直接将用户的肌电信号发送给机器人控制服务器，或者先将用户的肌电信号先发送给Web服务器，再通过Web服务器发送到机器人控制服务器；S4、机器人控制服务器根据用户的肌电信号控制所选机械臂系统和或移动机器人的动作，或者根据用户端Web网页输入的终端控制指令控制所选机械臂系统和或移动机器人的动作以及传感信号采集装置中对应的元件，或者结合终端控制指令和用户的肌电信号共同控制所选机械臂系统和或移动机器人的动作以及传感信号采集装置中对应的元件；传感信号采集装置基于终端控制指令，采集机器人执行系统数据和或周边环境数据，并将这些终端数据发送到传感数据处理服务器，传感数据处理服务器再通过Web服务器将终端数据发送到用户端，最终在用户端的Web网页显示终端数据；在整个过程中，数据库服务器存储Web服务器接收到的数据；在步骤S2中，Web网页在用户登录时，先将用户账号名和密码以及登录请求发送到Web服务器，Web服务器检索数据库服务器中是否含有该用户账号名和密码，若未检索到该用户账号名或者识别出该密码错误，则登录失败；若检索到该用户账号名且识别出该密码正确，则登录成功，然后再判断该用户为系统访客还是系统管理员，当判断该用户为系统访客时，用户只能通过Web网页控制终端；当判断该用户为系统管理员时，用户可以选择Web网页控制、肌电信号控制或者Web网页和肌电信号共同控制终端；在步骤S4中，当机器人控制服务器控制机械臂系统时，用户在Web网页上输入针对安装在机械臂固定座上的摄像头的选择控制指令和旋转角度控制指令，所选摄像头旋转至设定角度之后获取机械臂前方画面信息，最后传输到Web网页上进行显示；当机器人控制服务器控制移动机器人时，用户在Web网页上输入针对安装在移动机器人上和周边环境上的摄像头的选择控制指令和旋转角度控制指令，所选的多个摄像头旋转至对应的设定角度之后获取不同位置的画面信息，然后将这多个不同位置的画面信息进行合并及数据压缩，最后传输到Web网页上进行显示。

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百度查询： 华南理工大学 基于Web网页和肌电信号的机器人远程控制系统及方法

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