基于kinect与dobot机械臂的人机交互系统

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1、基于Kinect与Dobot机械臂的人机交互系统周小模刘威武汉大学物理科学与技术学院摘要:文屮系统主要为通过Kinect体感器捕获人体手的坐标移动以及手势变化，利用坐标转化等手段，将其转化为指令发送到Dobot机械臂，使其能够在非特定条件下，按照人体手的轨迹做特定运动，并进行抓取物体等功能。系统中的Kinect体感器获取坐标为三维空间中的人体手的移动轨迹，使得Dobot的机械臂运动更加贴近人体实际操作，大大加强了实用价值。另外Kinect还将获取人体手势，用于控制Dobot末端夹具的开合。关键词：Kinect体感器;Dobot.机械臂;人机交互

2、;作者简介：周小模(1993-)，男，硕士研究生，研究方向为计算机应用软件。收稿日期：2017-01-13基金：国家自然科学基金(61474084)Human-computerinteractionsystembasedonKinectandDobotmanipulatorZHOUXiao-moLIUWeiSchoolofPhysicsandTechnology,WuhanUniversity;Abstract：Thissystemismainlyusedtocapturethecoordinatemovementandhandgestureo

3、fthehumanhandbyKinectsensordevice,andthentransformeditintoinstructionstotheDobotmanipulatorbymeansofcoordinatetransformation,sothatitcandothetrajectoryofthehumanhandundernon-spccificconditions.Specificmovcmcnt，andtocaptureobjectsandotherfunctions.Kinectsensorinthissystemtoob

4、taincoordinatesforthehumanbodyinthree-dimensionalspacemovementtrajectory,makingDobot"sarmmovementclosertotheactualoperationofthehumanbody,greatlyenhancingthepracticalvalue.TnadditionKinectalsoobtainshumangestures,usedtocontroltheopeningandclosingoftheDobotendfixture.Keyword：

5、Kinectsensor;Dobotmanipulator;hunian-conipliterinteraction;Received：2017-01-130引言人机交互系统近年来一直是人们研究的热门话题。随着科学技术的发展，人机交互也从最初的基木交互技术到现在的体感交互技术而微软的Kinect体感器自岀现以来，一直被誉为第三代人机交互的划吋代产品，具有极大的研究价值。I）obot[3]是一个高精度、重复精度高、基于Arduino的桌面机器人手臂，可进行多种操作。本系统首先利用Kinect检测人体，捕获人体右手在三维空间中的坐标运动，将其转化为

6、指令后发送给Dobot机械臂，从而达到机械臂跟随人体手的移动而运动。另外，根据人体右手手势的开合，控制Robot末端夹具的开合，达到精准控制的目的。1相关硬件介绍1.1Kinect体感器Kinect体感器El由微软公司开发，主要组成部分为彩色摄像头，深度传感器，红外线收发器，麦克风阵列以及电源等。具备包括动态捕捉、影像辨识、麦克风输入、语音识别、社群互动等功能。其强大的体感功能以及便捷的开发方式，深受广大玩家及开发者的喜爱。木系统利用到了Kinect体感器（如图1所示）动态捕捉人体右手坐标以及手势识别的功能。1.2Dobot机械臂Dobot桌面

7、机械臂固(如图2所示)，号称是家用的工业级性能桌面机器人。这台机械臂，承重500g,动作精度可达0.2mm,采用三台步进电机驱动，拥有两个角度传感器，下位机控制器采用arduino&FPGA,并且采用了四个关节点组成其移动部分，使得其在三维坐标空间中能够灵活的移动。图2Dobot机械臂下载原图Dobot机械臂由四个主要关节点组成，方便其在三维空间中的移动。末端为夹子,主要由气泵的抽气和喷气来控制。2开发环境介绍综合Kinect和Dobot的开发需求，本项目主要采用VisualStudio2012开发工具，在Windows10系统下进行开发，Ki

8、nectSDK版本为2.0,Dobot机械臂型号为越疆魔术师(DobotMagician)。3.1系统结构图系统整体结构图如图3所示oKinect体感