本發(fā)明屬于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、機(jī)器人在線控制，涉及一種基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的機(jī)器人在線控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)是綜合利用立體顯示、智能交互、場(chǎng)景定位、實(shí)時(shí)注冊(cè)追蹤等技術(shù)，將虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界融合在一起，為用戶提供虛實(shí)融合的可視化交互環(huán)境，使用戶可以同時(shí)虛擬世界和現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行感知和交互。工業(yè)機(jī)器人是廣泛應(yīng)用與工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械臂或者多自由度的機(jī)器裝置，通常由機(jī)械部分、傳感部分和控制部分組成，具有簡(jiǎn)單易用、可編程、安全性高、易于管理等優(yōu)點(diǎn)。目前工業(yè)機(jī)器人在制造、裝配、檢測(cè)、物流等領(lǐng)域取得了十足的發(fā)展，并產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

2、現(xiàn)階段，工業(yè)機(jī)器人的控制通常是采用離線編程、機(jī)器人示教的的方式預(yù)先定義機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡，然后使機(jī)器人按照一定規(guī)則執(zhí)行重復(fù)運(yùn)動(dòng)。對(duì)于一些依賴人機(jī)協(xié)同操作的場(chǎng)景，需要操作人員對(duì)機(jī)器人進(jìn)行控制，傳統(tǒng)的機(jī)器人在線控制通常由操作人員直接操作機(jī)器人控制器實(shí)現(xiàn)，缺乏靈活性且操作難度較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的機(jī)器人在線控制系統(tǒng)及方法，實(shí)現(xiàn)一種交互自然、靈活的機(jī)器人在線控制新模式，并通過碰撞檢測(cè)技術(shù)在機(jī)器人控制過程中進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)警，有利于能將機(jī)器人快速、靈活的運(yùn)動(dòng)到目標(biāo)姿態(tài)位置，提升機(jī)器人在線控制的效率和安全性。

2、本發(fā)明解決技術(shù)的方案是：一種基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的機(jī)器人在線控制系統(tǒng)，包括增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)交互端、機(jī)器人系統(tǒng)、數(shù)據(jù)服務(wù)端；

3、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)交互端，用于呈現(xiàn)數(shù)字孿生機(jī)器人，同時(shí)為操作者提供人機(jī)交互接口，包含可視化模塊、虛實(shí)融合注冊(cè)模塊、手勢(shì)控制模塊、第一網(wǎng)絡(luò)通信模塊、逆運(yùn)動(dòng)學(xué)解算模塊、碰撞檢測(cè)模塊；

4、可視化模塊：以虛實(shí)融合的方式呈現(xiàn)數(shù)字孿生機(jī)器人，通過虛實(shí)姿態(tài)映射的方式實(shí)時(shí)展現(xiàn)實(shí)體機(jī)器人的姿態(tài)；

5、虛實(shí)融合注冊(cè)模塊：用于將數(shù)字孿生機(jī)器人與現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景融合在一起，通過機(jī)器人視覺與slam技術(shù)構(gòu)建現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的網(wǎng)格模型，通過平面檢測(cè)算法將數(shù)字孿生機(jī)器人放置到現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的固定平面位置；

6、手勢(shì)控制模塊：實(shí)時(shí)獲取操作者的手勢(shì)和位姿，根據(jù)識(shí)別出的關(guān)鍵操作手勢(shì)執(zhí)行相應(yīng)的操作指令；

7、第一網(wǎng)絡(luò)通信模塊：通過無線網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)服務(wù)端建立數(shù)據(jù)通訊，用于與實(shí)體機(jī)器人進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，根據(jù)接收到的實(shí)體機(jī)器人姿態(tài)數(shù)據(jù)更新數(shù)字孿生機(jī)器人模型的姿態(tài)，同時(shí)能夠?qū)⒂脩舻牟倏刂噶畎l(fā)送到實(shí)體機(jī)器人中，實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)體機(jī)器人設(shè)備的反向控制；

8、逆運(yùn)動(dòng)學(xué)解算模塊：用于實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字孿生機(jī)器人模型的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)解算，用戶通過手勢(shì)控制抓取數(shù)字孿生機(jī)器人模型的某個(gè)軸并拖拽到某個(gè)位置，由該模塊根據(jù)所抓取軸的位置實(shí)時(shí)解算機(jī)器人的姿態(tài)；

9、碰撞檢測(cè)模塊：對(duì)數(shù)字孿生機(jī)器人模型與現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景網(wǎng)格模型進(jìn)行實(shí)時(shí)碰撞檢測(cè)，當(dāng)數(shù)字孿生機(jī)器人模型與現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景發(fā)生碰撞時(shí)，觸發(fā)碰撞預(yù)警提示并提醒操作者調(diào)整機(jī)器人姿態(tài)，待操作者矯正數(shù)字孿生機(jī)器人位姿使其不再觸發(fā)碰撞預(yù)警時(shí)，實(shí)體機(jī)器人才同步至數(shù)字孿生機(jī)器人的姿態(tài)；

10、機(jī)器人系統(tǒng)，包含實(shí)體機(jī)器人、機(jī)器人控制器、機(jī)器人上位機(jī)、第二網(wǎng)絡(luò)通信模塊；

11、實(shí)體機(jī)器人：為n軸機(jī)械臂，n為大于1的整數(shù)；

12、機(jī)器人控制器：是實(shí)體機(jī)器人的數(shù)據(jù)采集與控制單元；

13、機(jī)器人上位機(jī)：內(nèi)置機(jī)器人數(shù)據(jù)采集與控制程序，獲取實(shí)體機(jī)器人的姿態(tài)、狀態(tài)，并向機(jī)器人控制器下發(fā)控制指令；

14、第二網(wǎng)絡(luò)通信模塊：通過無線網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)服務(wù)端建立數(shù)據(jù)通訊，用于與機(jī)器人控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，將采集的機(jī)器人姿態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送到增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)交互端，并接收增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)交互端的用戶控制指令；

15、數(shù)據(jù)服務(wù)端，用于實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)交互端和機(jī)器人系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交互，能夠?qū)尤氲目蛻舳祟愋瓦M(jìn)行區(qū)分，將實(shí)體機(jī)器人的姿態(tài)數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)交互端，并將增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)交互端發(fā)出的控制指令轉(zhuǎn)發(fā)至機(jī)器人系統(tǒng)，數(shù)據(jù)服務(wù)端支持多個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)交互端的接入，并能夠協(xié)調(diào)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)交互端對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)的排他性，確保機(jī)器人系統(tǒng)在同一時(shí)刻只能被一個(gè)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)交互端控制。

16、進(jìn)一步的，所述的手勢(shì)控制模塊，手勢(shì)操作方式包括點(diǎn)擊和抓取，其中點(diǎn)擊手勢(shì)用于與虛擬控制按鍵進(jìn)行交互，抓取手勢(shì)用于拖拽數(shù)字孿生機(jī)器人某個(gè)軸操縱數(shù)字孿生機(jī)器人運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)體機(jī)器人的控制。

17、進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)服務(wù)端包括第三網(wǎng)絡(luò)通信模塊、數(shù)據(jù)同步模塊；

18、第三網(wǎng)絡(luò)通信模塊：通過無線通信網(wǎng)絡(luò)在機(jī)器人系統(tǒng)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)交互端之間建立網(wǎng)絡(luò)通訊橋梁，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人系統(tǒng)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)交互端之間的數(shù)據(jù)交換，能夠?qū)?shí)體機(jī)器人的狀態(tài)數(shù)據(jù)和姿態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送到增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)交互端，并將增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)交互端發(fā)出的控制指令轉(zhuǎn)發(fā)至機(jī)器人系統(tǒng)；

19、數(shù)據(jù)同步模塊：用于實(shí)現(xiàn)多個(gè)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)交互端之間的數(shù)據(jù)同步，該模塊能夠?qū)⒃鰪?qiáng)現(xiàn)實(shí)交互端的交互狀態(tài)數(shù)據(jù)同步到其他客戶端中，同時(shí)緩存各個(gè)客戶端的最新狀態(tài)數(shù)據(jù)，確保新的客戶端接入時(shí)能快速同步其他客戶端的狀態(tài)數(shù)據(jù)。

20、一種基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的機(jī)器人在線控制方法，包括以下三種交互操作模式：

21、自由模式：通過手勢(shì)拖拽數(shù)字孿生機(jī)器人的關(guān)節(jié)軸操作，操作者抓取數(shù)字孿生機(jī)器人某個(gè)關(guān)節(jié)軸拖拽運(yùn)動(dòng)，逆運(yùn)動(dòng)學(xué)解算模塊對(duì)機(jī)器人進(jìn)行逆運(yùn)動(dòng)學(xué)解算，并實(shí)時(shí)更新數(shù)字孿生機(jī)器人的姿態(tài)，同時(shí)以固定頻率將數(shù)字孿生機(jī)器人的姿態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送到實(shí)體機(jī)器人，控制實(shí)體機(jī)人與虛擬機(jī)器人同步運(yùn)動(dòng)到目標(biāo)姿態(tài)位置；

22、單軸模式：通過手勢(shì)點(diǎn)擊虛擬控制按鍵操作，控制實(shí)體機(jī)器人某個(gè)軸執(zhí)行正向或反向旋轉(zhuǎn)，當(dāng)按鍵按下時(shí)碰撞檢測(cè)模塊計(jì)算數(shù)字孿生機(jī)器人與周圍環(huán)境的最小距離，若最小距離大于所設(shè)定的碰撞預(yù)警閾值，則向?qū)嶓w機(jī)器人發(fā)送運(yùn)動(dòng)指令控制實(shí)體機(jī)器人運(yùn)動(dòng)，在實(shí)體機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過程中實(shí)時(shí)獲取實(shí)體機(jī)器人的姿態(tài)數(shù)據(jù)，同步更新數(shù)字孿生機(jī)器人的位姿，若最小距離小于或等于碰撞預(yù)警閾值，則控制實(shí)體機(jī)器人停止，并發(fā)出碰撞預(yù)警提示；

23、平移模式：通過手勢(shì)點(diǎn)擊虛擬控制按鍵操作，控制機(jī)器人末端在空間中執(zhí)行上、下、左、右、前、后運(yùn)動(dòng)操作，當(dāng)按鍵按下時(shí)碰撞檢測(cè)模塊計(jì)算數(shù)字孿生模型與周圍環(huán)境的最小距離，若最小距離大于所設(shè)定的碰撞預(yù)警閾值，則向?qū)嶓w機(jī)器人發(fā)送運(yùn)動(dòng)指令控制實(shí)體機(jī)器人運(yùn)動(dòng)，在實(shí)體機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過程中實(shí)時(shí)獲取實(shí)體機(jī)器人的姿態(tài)數(shù)據(jù)，同步更新數(shù)字孿生機(jī)器人的位姿，若最小距離小于或等于碰撞預(yù)警閾值，則控制實(shí)體機(jī)器人停止，并發(fā)出碰撞預(yù)警提示。

24、進(jìn)一步的，所述自由模式通過手勢(shì)拖拽數(shù)字孿生機(jī)器人的關(guān)節(jié)軸操作，包括單手操作和雙手操作兩種控制方式。

25、進(jìn)一步的，所述單手操作控制方式，用戶通過單手抓取數(shù)字孿生機(jī)器人的某個(gè)關(guān)節(jié)軸執(zhí)行操作，具體包括以下步驟：

26、s1、通過增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)交互端識(shí)別操作者的手勢(shì)，操作者食指位置和方向發(fā)射虛擬射線；

27、s2、當(dāng)射線與數(shù)字孿生機(jī)器人發(fā)生碰撞時(shí)，碰撞位置高亮顯示；

28、s3、射線選中第i∈(1,n]個(gè)關(guān)節(jié)軸時(shí)，可進(jìn)行抓取手勢(shì)操作，拖拽機(jī)器人關(guān)節(jié)軸到目標(biāo)位置；

29、s4、用戶在通過手勢(shì)拖拽的過程中，根據(jù)用戶拖拽關(guān)節(jié)軸的目標(biāo)位置與姿態(tài)，通過逆運(yùn)動(dòng)學(xué)解算模塊解算數(shù)字孿生機(jī)器人第1～i-1個(gè)關(guān)節(jié)軸的關(guān)節(jié)變量，同時(shí)更新數(shù)字孿生機(jī)器人的姿態(tài)。

30、s5、數(shù)字孿生機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過程中通過碰撞檢測(cè)模塊對(duì)數(shù)字孿生機(jī)器人進(jìn)行碰撞檢測(cè)，若觸發(fā)碰撞預(yù)警，實(shí)體機(jī)器人不進(jìn)行同步運(yùn)動(dòng)，并對(duì)操作者進(jìn)行碰撞預(yù)警提示；若沒有觸發(fā)碰撞預(yù)警，則以固定頻率向?qū)嶓w機(jī)器人發(fā)送更新姿態(tài)指令；

31、s6、實(shí)體機(jī)器人接收到指令后放置到姿態(tài)隊(duì)列中，并根據(jù)隊(duì)列中的姿態(tài)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新實(shí)體機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡，使實(shí)體機(jī)器人平滑運(yùn)動(dòng)到目標(biāo)位置；

32、進(jìn)一步的，所述雙手操作控制方式，用戶通過雙手各抓取數(shù)字孿生機(jī)器人的一個(gè)關(guān)節(jié)軸進(jìn)行操作，具體包含以下步驟：

33、s1、通過增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)交互端識(shí)別操作者手勢(shì)，檢測(cè)操作者食指位置和方向發(fā)射虛擬射線；

34、s2、當(dāng)射線與數(shù)字孿生機(jī)器人發(fā)生碰撞時(shí)，碰撞位置高亮顯示；

35、s3、一只手通過射線選中第i個(gè)關(guān)節(jié)軸，i∈(1,n-1]，另一只手通過射線選中第j個(gè)關(guān)節(jié)軸，j∈(i,n]，進(jìn)行抓取手勢(shì)操作，各自拖拽被抓取的關(guān)節(jié)軸到目標(biāo)位置；

36、s4、用戶在通過手勢(shì)拖拽的過程中，通過逆運(yùn)動(dòng)學(xué)解算模塊計(jì)算第1～i-1、第i～j-1個(gè)關(guān)節(jié)軸的關(guān)節(jié)變量，同時(shí)更新數(shù)字孿生機(jī)器人的姿態(tài)；

37、s5、釋放抓取手勢(shì)，若觸發(fā)碰撞預(yù)警，進(jìn)行碰撞預(yù)警提示，實(shí)體機(jī)器人不進(jìn)行同步運(yùn)動(dòng)操作；若沒有觸發(fā)碰撞預(yù)警，則以固定頻率向?qū)嶓w機(jī)器人發(fā)送更新姿態(tài)指令；

38、s6、實(shí)體機(jī)器人接收到指令后放置到姿態(tài)隊(duì)列中，并根據(jù)隊(duì)列中的姿態(tài)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新實(shí)體機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡，使實(shí)體機(jī)器人平滑運(yùn)動(dòng)到目標(biāo)位置。

39、進(jìn)一步的，所述逆運(yùn)動(dòng)學(xué)解算模塊的解算過程如下：

40、(1)定義數(shù)字孿生機(jī)器人當(dāng)前構(gòu)型下被抓取關(guān)節(jié)軸相對(duì)于基坐標(biāo)系o的位置矢量和姿態(tài)矩陣分別為pc和rc＝[r1,r2,r3]，rj,j＝1,2,3分別是被抓取關(guān)節(jié)軸在當(dāng)前構(gòu)型下沿著關(guān)節(jié)軸局部坐標(biāo)系的三個(gè)坐標(biāo)軸的單位矢量；其中，單手操作模式時(shí)，基坐標(biāo)系取數(shù)字孿生機(jī)器人的基坐標(biāo)系oo，雙手操作模式時(shí)，第一次抓取的基坐標(biāo)系取數(shù)字孿生機(jī)器人的基坐標(biāo)系oo，第二次抓取的基坐標(biāo)系取通過手勢(shì)第一次抓取數(shù)字孿生機(jī)器人關(guān)節(jié)軸的固連坐標(biāo)系oi；定義手勢(shì)拖拽的目標(biāo)位置矢量和姿態(tài)矩陣分別為pd和rd＝[d1,d2,d3]，dj,j＝1,2,3分別是被抓取關(guān)節(jié)軸在目標(biāo)位置和目標(biāo)姿態(tài)下沿著關(guān)節(jié)軸局部坐標(biāo)系的三個(gè)坐標(biāo)軸的單位矢量；

41、(2)構(gòu)建數(shù)字孿生機(jī)器人被抓取關(guān)節(jié)軸從當(dāng)前位姿到目標(biāo)位姿的位置誤差函數(shù)，定義抓取軸的目標(biāo)位置與當(dāng)前位置的誤差為兩位置點(diǎn)構(gòu)成矢量歐式范數(shù)：

42、δp＝||pd-pc||2

43、假設(shè)oi是當(dāng)前構(gòu)型下第i，i＝1,……,n個(gè)關(guān)節(jié)軸的坐標(biāo)原點(diǎn)，yi是沿著第i個(gè)關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸的單位矢量，pic是oi指向被抓取關(guān)節(jié)軸在機(jī)器人當(dāng)前姿態(tài)下的位置矢量，pid是oi指向被抓取關(guān)節(jié)軸在機(jī)器人目標(biāo)姿態(tài)下的位置矢量，由于機(jī)器人每個(gè)關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸是固定的，將pic繞yi軸旋轉(zhuǎn)θ度，得到新矢量pit：

44、pit(θ)＝r(yi,θ)pic

45、其中，r(yi,θ)是一個(gè)3×3的空間旋轉(zhuǎn)矩陣，表示繞yi軸旋轉(zhuǎn)θ度；

46、被抓取軸在數(shù)字孿生機(jī)器人當(dāng)前姿態(tài)與目標(biāo)姿態(tài)的位置誤差函數(shù)表示為：

47、

48、將最小化δp(θ)轉(zhuǎn)換成最大化pid[r(yi,θ)pic]問題，令

49、e1(θ)＝pid[r(yi,θ)pic]

50、(3)構(gòu)建數(shù)字孿生機(jī)器人被抓取關(guān)節(jié)軸從當(dāng)前位姿到目標(biāo)位姿的姿態(tài)誤差函數(shù)：

51、

52、其中，(dj·rj-1)∈[-2,0]；

53、將rj繞yi軸旋轉(zhuǎn)θ度，得到新矢量rjt：

54、rjt(θ)＝r(yi,θ)rj

55、定義φj(θ)是矢量dj與rjt(θ)的夾角，φj(θ)∈[0,π]，矢量dj和rjt(θ)均為單位矢量，有djrjt(θ)＝cosφj(θ)；

56、被抓取軸在數(shù)字孿生機(jī)器人當(dāng)前姿態(tài)與目標(biāo)姿態(tài)的姿態(tài)誤差函數(shù)表示為：

57、

58、將最小化δr(θ)轉(zhuǎn)化為最大化問題，令

59、

60、(4)定義數(shù)字孿生機(jī)器人被抓取關(guān)節(jié)軸從當(dāng)前位姿到目標(biāo)位姿的誤差函數(shù)：

61、e(θ)＝ω1e1(θ)+ω2e2(θ)

62、其中ω1與ω2分別是位姿誤差與姿態(tài)誤差的權(quán)重，將羅德里格斯公式帶入上式得：

63、e(θ)=αcosθ+βsinθ+γ(1-cosθ)

64、其中：

65、

66、

67、

68、化簡(jiǎn)得到：g(θ)＝acosθ+bsinθ+c，其中a＝α-γ,b＝β,c＝γ；

69、將g(θ)轉(zhuǎn)化成如下形式：

70、

71、其中δ∈[-π,π]；當(dāng)k∈z時(shí)g(θ)取最大值，對(duì)應(yīng)e(θ)取最大值；

72、(5)根據(jù)上述公式，在每次迭代中對(duì)于每個(gè)需要調(diào)整的關(guān)節(jié)軸求解得到使g(θ)取最大值的旋轉(zhuǎn)值θ，依次調(diào)整每一個(gè)關(guān)節(jié)軸的關(guān)節(jié)變量直至迭代結(jié)束。

73、進(jìn)一步的，逆運(yùn)動(dòng)學(xué)解算的迭代求解過程包括下列步驟：

74、1)獲取用戶當(dāng)前通過手勢(shì)抓取的關(guān)節(jié)軸索引，對(duì)于n軸機(jī)械臂，根據(jù)當(dāng)前單手或雙手操作模式以及手勢(shì)抓取的關(guān)節(jié)軸位置獲取需要迭代更新關(guān)節(jié)軸的范圍[l,u]∈[1,n]；

75、2)初始化定義最大迭代次數(shù)hmax、最大位置誤差εp、最大姿態(tài)誤差εr、權(quán)重ω1、ω2、每個(gè)所需更新關(guān)節(jié)軸的當(dāng)前姿態(tài)值θic、每個(gè)所需更新關(guān)節(jié)軸的關(guān)節(jié)限位范圍θimin、θimax、當(dāng)前迭代次數(shù)h，其中i∈[l,u]；

76、3)對(duì)于每個(gè)所需更新關(guān)節(jié)軸計(jì)算使得目標(biāo)函數(shù)g(θ)最大的旋轉(zhuǎn)值θi，并更新每個(gè)關(guān)節(jié)軸的當(dāng)前姿態(tài)值其中：

77、若則若則

78、4)更新迭代次數(shù)h為h+1，判斷迭代次數(shù)h是否大于最大迭代次數(shù)hmax，若大于則退出；

79、5)計(jì)算位置誤差δp和姿態(tài)誤差δr，若δp≤εp并且δr≤εr則退出，否則跳轉(zhuǎn)至步驟3)繼續(xù)迭代。

80、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是：

81、(1)本發(fā)明將增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)、肢體感知技術(shù)和數(shù)字孿生技術(shù)相結(jié)合，以增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)可視化的方式對(duì)機(jī)器人的姿態(tài)、狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)可視化反饋，通過手勢(shì)與數(shù)字孿生機(jī)器人進(jìn)行交互進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的在線控制，本發(fā)明提供一種直觀、靈活的機(jī)器人在線控制和機(jī)器人姿態(tài)反饋新模式，與現(xiàn)有機(jī)器人離線編程、示教的控制方式相比，在滿足機(jī)器人控制功能的同時(shí)，提升了人機(jī)協(xié)作和控制的靈活性；此外，基于網(wǎng)絡(luò)通訊傳輸，本發(fā)明提供了一種機(jī)器人遠(yuǎn)程協(xié)同控制的新模式；

82、(2)本發(fā)明通過手勢(shì)控制模塊實(shí)時(shí)獲取操作者的手勢(shì)姿態(tài)，支持通過雙手各抓取一個(gè)關(guān)節(jié)軸進(jìn)行拖拽運(yùn)動(dòng)，并通過逆運(yùn)動(dòng)學(xué)解算模塊根據(jù)抓取位置“分段”解算機(jī)器人姿態(tài)，與現(xiàn)有的通過抓取機(jī)器人末端并對(duì)所有關(guān)節(jié)軸進(jìn)行逆運(yùn)動(dòng)學(xué)解算的控制方式相比，在實(shí)現(xiàn)機(jī)器人逆運(yùn)動(dòng)學(xué)解算的前提下，解決了中間關(guān)節(jié)軸姿態(tài)不可控的問題，操作者能快速將機(jī)器人調(diào)整到期望姿態(tài)，提高了機(jī)器人控制的效率和靈活性；

83、(3)本發(fā)明通過碰撞檢測(cè)模塊，在對(duì)機(jī)器人進(jìn)行操作的過程中，基于數(shù)字孿生機(jī)器人模型對(duì)機(jī)器人進(jìn)行實(shí)時(shí)碰撞檢測(cè)，從而提高機(jī)器人在線控制的安全性。