一种AR智能设备及配合其使用的机器人终端的制作方法

本实用新型涉及AR设备技术领域，尤其涉及的是一种AR智能设备及配合其使用的机器人终端。

背景技术：

基于互联网的机器人终端能够在人类无法亲临现场的情况下实现远程对现场的勘测、排爆、侦察和探索等任务，甚至可以帮助人类远程与人互动与交流。

而增强现实技术（AR）是随着虚拟现实技术（VR）迅速发展和实际应用需要而出现的一种将真实世界信息与虚拟世界信息“无缝”集成的新技术，通过这种技术使虚拟环境与实际环境融为一体，提高了使用舒适性。

目前，机器人终端的远程控制皆是通过手机或电脑进行，操作不方便。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种AR智能设备及配合其使用的机器人终端，旨在解决现有技术中机器人终端的远程控制皆是通过手机或电脑进行，操作不方便的问题。

本实用新型的技术方案如下：

一种AR智能设备，其中，所述AR智能设备包括：

用于采集生物信号并进行处理后转换为生物控制信号，发送至控制端通讯模块的生物传感器；

以及与所述生物传感器连接，用于将处理后的生物控制信号通过网络发送至机器人终端、以控制机器人终端完成相应任务的控制端通讯模块。

优选方案中，所述的AR智能设备，其中，所述AR智能设备还包括：

与所述控制端通讯模块连接，用于采集使用者声音、并通过控制端通讯模块发送至机器人终端的控制端麦克风。

优选方案中，所述的AR智能设备，其中，所述AR智能设备还包括：

与所述控制端通讯模块连接，用于接收由机器人终端采集，并通过控制端通讯模块发送而来的声音后播放的控制端扬声器。

优选方案中，所述的AR智能设备，其中，所述AR智能设备还包括：

与所述控制端通讯模块连接，用于接收由机器人终端采集，并通过控制端通讯模块发送而来的影像后播放的AR显示器。

优选方案中，所述的AR智能设备，其中，所述生物传感器通过蓝牙与控制端通讯模块进行有线连接。

优选方案中，所述的AR智能设备，其中，所述控制端麦克风通过3.5mm接口与控制端通讯模块进行有线连接。

优选方案中，所述的AR智能设备，其中，所述控制端扬声器通过3.5mm接口与控制端通讯模块进行有线连接。

优选方案中，所述的AR智能设备，其中，所述AR显示器通过以太网与控制端通讯模块进行有线连接。

一种配合如上任意一项所述AR智能设备的机器人终端，其中，所述机器人终端包括：

与所述通讯模块进行网络连接，用于接收来自于通讯模块的生物控制信号后，发送至控制芯片的被控端通讯模块；

与所述被控端通讯模块连接，用于接收生物控制信号，并根据所接收的生物控制信号生成并发送相应的控制指令至该指令的具体执行单元的控制芯片。

与现有技术相比，本实用新型所提供的AR智能设备，由于采用了用于采集生物信号并进行处理后转换为生物控制信号，发送至控制端通讯模块的生物传感器；以及与所述生物传感器连接，用于将处理后的生物控制信号通过网络发送至机器人终端、以控制机器人终端完成相应任务的控制端通讯模块。使得机器人终端可通过AR智能设备进行远程控制，从而解决现有技术中机器人终端的远程控制皆是通过手机或电脑进行，操作不方便的问题。

附图说明

图1是本实用新型AR智能设备较佳实施例的功能原理框图。

图2是本实用新型机器人终端较佳实施例的功能原理框图。

具体实施方式

本实用新型提供一种AR智能设备及配合其使用的机器人终端，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本实用新型提供了一种AR智能设备，其包括用于采集生物信号并进行处理后转换为生物控制信号，发送至控制端通讯模块的生物传感器；以及与所述生物传感器连接，用于将处理后的生物控制信号通过网络发送至机器人终端、以控制机器人终端完成相应任务的控制端通讯模块。所述生物传感器通过蓝牙与控制端通讯模块进行有线连接。

为了更丰富AR智能设备及其与机器人终端所组成的远程控制系统；所述AR智能设备还包括：与所述控制端通讯模块连接，用于采集使用者声音、并通过控制端通讯模块发送至机器人终端的控制端麦克风，以及与所述控制端通讯模块连接，用于接收由机器人终端采集，并通过控制端通讯模块发送而来的声音后播放的控制端扬声器。

当进行远程通话时，控制端麦克风采集使用者声音，并将其发送至控制端通讯模块，控制端通讯模块通过网络发送至机器人终端，机器人终端播放该声音即可完成AR智能设备使用者的声音发送；而使用者想要听取机器人终端端的声音，则需由机器人终端采集声音后通过网络发送至控制端通讯模块，而后控制端通讯模块将所收到的机器人终端端声音发送至控制端扬声器，控制端扬声器进行该声音的播放，这样AR智能设备使用者即可听到机器人终端端的声音。

所述控制端麦克风及控制端扬声器优选通过3.5mm接口与控制端通讯模块进行有线连接。

3.5mm接口即移动终端常用的耳机接口，如手机、平板等使用的耳机接口，在连接时，通过带有3.5mm插头的连接线连接即可。

AR智能设备的基本功能为AR显示，而在此处通过拓展其基本功能为接收机器人终端端现场影像，并处理后播放给使用者观看，使其如同身临其境，同时，提高其对现场的判断以配合生物传感器精确的控制机器人终端执行相应的动作，并且通过方位传感器控制机器人终端的视觉与使用者视觉同步。而为了实现以上功能，本实用新型中AR智能设备还设置有：

与所述控制端通讯模块连接，用于接收由机器人终端采集，并通过控制端通讯模块发送而来的影像后播放的AR显示器；以及与所述控制端通讯模块连接，用于采集AR智能设备的偏移数据、并通过控制端通讯模块发送至机器人终端的方位传感器。

其中，所述AR显示器通过以太网与控制端通讯模块进行有线连接。

为了配合所述AR智能设备的使用，本实用新型还提供一种机器人终端，如图2所示，其包括：

与所述通讯模块进行网络连接，用于接收来自于通讯模块的生物控制信号后，发送至控制芯片的被控端通讯模块；与所述被控端通讯模块连接，用于接收生物控制信号，并根据所接收的生物控制信号生成并发送相应的控制指令至该指令的具体执行单元的控制芯片。控制芯片可以采用英特尔凌动E3825。

所述AR智能设备与机器人终端配合使用的工作原理为：

S100、生物传感器采集生物信号并进行识别处理后转换为生物控制信号、发送至控制端通讯模块。

AR，（Augmented Reality）即增强现实。它通过计算机技术，将虚拟的信息应用到真实世界，真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在。

以麻省理工学院媒体实验室流体界面小组的研究成果SixthSense（第六感）为例简单介绍其工作原理。SixthSense设备主要包括摄像头、小型投影仪、智能手机和镜子，其投影仪可以将任何平面变成一个互动的显示屏。SixthSense利用摄像头和镜子来捕捉周围的环境，然后将这种图片传给手机（手机处理这种图片，获得GPS坐标以及从互联网上搜索相关信息），然后将这些信息从投影仪投射到用户面前的任何平面上，不管这种平面是一个手腕，还是一面墙。由于用户将摄像头佩戴在胸前，因此SixthSense设备能够增强他所看到的一切。例如，如果他在一个杂货店里挑选了一罐汤，SixthSense设备将能够搜索这罐汤的相关信息，例如成分、价格和营养价值甚或用户评论，然后将它们投射到平面上。

本实用新型较佳实施例中，生物信号是指如肌电、脑电、手势及姿态等人体生物信号。利用生物信号进行机器人终端的远程控制更接近人们的生活习惯，操作也更为方便、灵活。

该步骤中所述的识别处理，是指生物传感器检测并判断是否存在人体生物信号，若是，则将其转换为相应的信号。

S200、控制端通讯模块将转换的生物控制信号，通过网络传输至服务器。

S300、服务器将控制端通讯模块发送来的生物控制信号、通过网络发送至被控端通讯模块。

S400、被控端通讯模块接收服务器所发送来的生物控制信号，并将其转发至控制芯片。

S500、控制芯片接收来自于被控端通讯模块的生物控制信号、并根据所接收的生物控制信号发送相应的控制指令至该指令的具体执行单元。

S610、第一紫蜂协议设备接受到来自于控制芯片的协同控制信号后，发送一条协同指令给至少一个末端机器人终端。

S620、末端机器人终端接受协同指令后运行协同控制算法，与机器人终端进行通信及协同作业。

多机器人终端协同作业其工作效率及工作完成度非单机器人终端作业、所能比较，而且本实用新型多机器人终端协同作业是根据同一生物控制信号完成，控制方便，简化了控制难度，提高了机器人终端及末端机器人终端的作业精确性。

紫蜂协议设备即ZigBee设备，ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。根据国际标准规定，ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称(又称紫蜂协议)来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和"嗡嗡"(zig)地抖动翅膀的"舞蹈"来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。

S630、视觉传感器采集机器人终端所在场所的视觉信息，并将所采集视觉信息传输至被控端通讯模块；

同时，被控端麦克风采集机器人终端所在场所的声音信息，并将所采集声音信息传输至被控端通讯模块。

S640、AR模块显示视觉传感器所采集到的视觉信息；同时，控制端控制端扬声器播放被控端麦克风所采集到的声音信息。

需注意的是，S630与S610及S620无必然联系，此处只是为了对两个不同具体执行单元的工作步骤进行区分，而非先后顺序。

S650、移动模块接收来自于控制芯片的控制指令后，进行移动。

移动模块可以是滚动轮、机器人终端仿生腿或其他可以实现移动的结构，此为现有技术，在此不进行具体限定。

S660、陀螺仪采集机器人终端的GPS信息或移动时的加速度信息，并将所采集到的信息反馈至控制芯片。

陀螺仪是用高速回转体的动量矩敏感壳体相对惯性空间绕正交于自转轴的一个或二个轴的角运动检测装置。利用其他原理制成的角运动检测装置起同样功能的也称陀螺仪。陀螺仪分为，压电陀螺仪，微机械陀螺仪，光纤陀螺仪和激光陀螺仪，它们都是电子式的，并且它们可以和加速度计，磁阻芯片，GPS，做成惯性导航控制系统。

S670、激光雷达采集机器人终端与周围环境中障碍物之间的距离，并将采集结果反馈至控制芯片、以实现机器人终端的避障功能。

本实用新型进一步地较佳实施例中，所述机器人终端还包括：

第一紫蜂协议设备，用于根据控制芯片指令连接至少一个末端机器人终端、以实现多机器人终端协同作业；

所述末端机器人终端包括与所述第一紫蜂协议设备连接的第二紫蜂协议设备，用于接收来自于第一紫蜂协议设备的控制信号；

以及与第二紫蜂协议设备连接的末端控制芯片，用于将第二紫蜂协议设备所接收的控制信号转换为控制指令，发送至该指令的具体执行单元。

本实用新型进一步地较佳实施例中，所述机器人终端还包括：

一与被控端通讯模块连接的视觉传感器，用于采集机器人终端所在场所的视觉信息，并将所采集视觉信息传输至被控端通讯模块；

以及一与被控端通讯模块连接的被控端麦克风，用于采集机器人终端所在场所的声音信息，并将所采集声音信息传输至被控端通讯模块；

所述AR智能设备还包括：一与控制端通讯模块连接的AR模块，用于显示视觉传感器所采集到的视觉信息；

以及一与控制端通讯模块连接的控制端控制端扬声器，用于播放被控端麦克风所采集到的声音信息。

本实用新型进一步地较佳实施例中，所述AR智能设备还包括：

与控制端通讯模块连接的方位传感器，用于采集AR智能设备的偏移数据、以实现视觉传感器与AR智能设备同步偏移；

所述视觉传感器还用于在采集视觉信息时，根据控制芯片的指令偏移。

本实用新型进一步地较佳实施例中，所述AR智能设备还包括：

与控制端通讯模块连接的控制端麦克风，用于采集AR智能设备所在场所的声音信息，并将所采集声音信息发送至控制端通讯模块；

所述机器人终端还包括：

与被控端通讯模块连接的被控端控制端扬声器，用于播放控制端所采集到的声音信息。

本实用新型进一步地较佳实施例中，所述机器人终端还包括：

与所述控制芯片连接的移动模块，用于接收来自于控制芯片的控制指令后，进行移动。

本实用新型进一步地较佳实施例中，所述机器人终端还包括：

与所述控制芯片连接的陀螺仪，用于采集机器人终端的GPS信息或移动时的加速度信息，并将所采集到的信息反馈至控制芯片。

本实用新型进一步地较佳实施例中，所述机器人终端还包括：

与所述控制芯片连接的激光雷达，用于采集机器人终端与周围环境中障碍物之间的距离，并将采集结果反馈至控制芯片、以实现机器人终端的避障功能。

本实用新型进一步地较佳实施例中，所述AR智能设备及机器人终端皆采用分布式控制。

通过设置以上技术特征，本实用新型所提供的AR智能设备，结合互联网远程控制、增强现实技术、人体生物信号控制等多项技术，使得用户只需通过佩戴AR头盔（含有耳机与麦克等设备）和人体生物传感器，即可控制远程机器人终端进行各项任务。用户视野中不但有该机器人终端的视野，更有各项图形界面，仿佛用户代替了机器人终端处于现场，用户可以通过人体生物信号（如脑电信号）对机器人终端进行控制，比如通过肌电信号控制机器人终端行走。通过麦克风和控制端扬声器可与远程进行通话。通过采用模块化的分布式控制方案，使得机器人终端有更好的鲁棒性。采用多机器人终端协同控制算法，使得可以远程控制多机器人终端协同工作。采用云端接入技术，可以方便进行数据存储和数据挖掘。

应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。