文小冬 裴以建 王群立 刘强

摘 要： 设计一种搭建在移动平台上的机械臂控制系统。利用Leap Motion红外手势传感器进行实时的手部动作采集，计算机的上位机软件Processing通过调用相关的库函数，实现手势动作的捕捉，并通过WiFi将数据传送给Arduino控制板，由此实现机械臂的手势控制。机械臂搭建在一个由Android手机远程控制的、带摄像头的移动小车上，可以实现多种远程的抓取任务。实验结果表明，基于移动平台的手势控制机械臂移动灵活、控制便捷、应用领域广泛。

关键词： 手势识别； 机械臂； 传感器； 上位机软件； 远程控制； 移动平台

中图分类号： TN876?34； TP242.6 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2018）22?0072?03

Abstract： A mechanical arm control system built on the mobile platform is designed. The Leap Motion infrared hand gesture sensor is used for real?time acquisition of hand movements. The relevant library functions are called by using the computer′s upper?computer software Processing to realize capture of gesture motions. Data is transmitted to the Arduino control panel by means of WiFi， so as to realize gesture control of the mechanical arm. The mechanical arm is built on a mobile car with a camera and remotely controlled by an Android mobile phone， so as to realize multiple remote grasping tasks. The experimental results show that the gesture control mechanical arm based on the mobile platform is flexible to move， easy to control and has a wide application field.

Keywords： gesture recognition； mechanical arm； sensor； upper?computer software； remote control； mobile platform

0 引 言

伴随着信息技术的快速发展，机器人技术也随之成熟，并广泛应用于军事、工业、农业、医学、科学研究等领域，涵盖了人们生活的方方面面。远程控制机器人能够代替人类实现恶劣环境下的作业，因此发展潜力巨大 [1]。体感控制机器人利用体感设备进行动作捕捉，并将动作信息转换为机器人的控制信号，交互方式更加灵活、自然。本系统结合以上两种控制方式，在Android手机上编写了一个APP程序，实现对小车运动方向的无线控制；同时采用Leap Motion手势感应器，将手部运动的数据传递给PC，经过Processing软件处理后，再通过无线方式传递给下位机，达到手势实时控制机械臂的效果 [2]。

1 系统整体结构

本系统采用Leap Motion体感器，利用红外传感器来捕捉使用者的手部动作轨迹和姿态。PC上的Processing调用Leap Motion函数库进行手部坐标和运动帧的分析处理，并将其转换为控制指令，通过WiFi传递到Arduino上，并控制机械臂上的舵机[3]。……