一种基于LeapMotion设备的猜拳机器人的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及机器人领域，特别设及一种基于LeapMotion设备的猜拳机器人。
【背景技术】
[0002] 目前的猜拳手势识别技术是使用普通摄像头在理想光照下的进行手势识别，对光 线依赖性比较强，精确度比较低。特别是在光线变化比较剧烈，左右手方向W及手掌倾斜度 较大的情况下，猜拳机器人无法对不规则的猜拳动作及变换手势的猜拳动作进行有效的识 另IJ，识别速度慢，识别率低，无法进行正常的娱乐活动。 【实用新型内容】
[0003]为了解决现有技术中猜拳机器人对环境光照条件依赖较大，识别速度慢，识别率 低的问题，本实用新型提供了一种基于LeapMotion图像采集和处理设备，使猜拳手势识别 更加准确流杨的基于LeapMotion设备的猜拳机器人。
[0004]为了解决上述问题，本实用新型所采取的技术方案是： 阳0化]一种基于LeapMotion设备的猜拳机器人，包括座体，其特征在于：还包括采集出 拳手势的LeapMotion设备、设置于座体的出拳区、设置于座体的用于检测是否有出拳人的 超声波传感器、系统控制主机和猜拳机器人本体，所述的猜拳机器人本体设置在座体上，猜 拳机器人本体的出拳臂伸入到出拳区，所述超声波传感器和LeapMotion设备均与系统控 制主机连接。
[0006]前述的一种基于LeapMotion设备的猜拳机器人，还包括音响和触摸显示屏，所述 音响和触摸显示屏分别与系统控制主机相连接。
[0007]前述的一种基于LeapMotion设备的猜拳机器人，所述出拳臂包括手指、手指拉 杆、手臂杆、舱盘、舱机和电机，所述电机通过手臂杆与舱机相连接，所述舱机控制舱盘旋转 带动手指拉杆运动，所述手指拉杆末端连接有手指。
[0008]前述的一种基于LeapMotion设备的猜拳机器人，还包括电机座、舱机安装板和底 板，所述电机安装电机座上，所述电机座固定在底板上，所述的舱机设置在舱机安装板上。
[0009]前述的一种基于LeapMotion设备的猜拳机器人，所述手臂杆包括手臂摇杆、手臂 连杆和主动摇杆，手臂摇杆安装于电机座上，手臂摇杆通过手臂连杆与主动摇杆一段较接， 所述电机与主动摇杆另一端连接。
[0010]一种基于LeapMotion设备的猜拳机器人，包括座体，其特征在于，还包括设置于 座体的猜拳机器人本体和出拳区，猜拳机器人本体的出拳臂伸入到出拳区，所述出拳臂包 括手指、手指拉杆、手臂杆、舱盘、舱机和电机，所述电机通过手臂杆与舱机相连接，所述舱 机连接舱盘，所述舱盘与手指拉杆连接，所述手指拉杆末端连接有手指。
[0011]一种基于LeapMotion设备的猜拳手势识别方法，其特征在于：包括W下步骤：
[0012] (1)、LeapMotion设备获取出拳人的随机猜拳动作，并将出拳人猜拳动作图像转化 为Ξ维坐标；
[0013] (2)、LeapMotion设备将手势的Ξ维坐标传送给系统控制主机中的信息处理器，信 息处理器通过对坐标数据进行计算，对出拳人的猜拳动作进行识别。
[0014] 前述的一种基于LeapMotion设备的猜拳手势识别方法，还包括W下步骤：在步骤 (1)和步骤（2)之间设有步骤：
[0015] 猜拳机器人随机产生猜拳动作；
[0016] 在步骤（2)之后依次设有步骤：
[0017] 信息处理器通过识别出的出拳人猜拳动作与机器人的猜拳动作，得出猜拳结果；
[0018] 系统控制主机通过信息处理器的猜拳结果，控制音响进行机器人发声，与出拳人 间进行猜拳互动。
[0019] 前述的一种基于LeapMotion设备的猜拳手势识别方法，所述步骤（1)对出拳人的 猜拳动作获取包括W下两个步骤：
[0020](1)、LeapMotion设备获取出拳人出拳手势的整体图像；
[0021] (2)、LeapMotion设备获取每个指关节骨骼空间Ξ维位置坐标信息。
[0022] 前述的一种基于LeapMotion设备的猜拳手势识别方法，所述步骤似对出拳人的 猜拳动作进行识别包括W下两个步骤：
[0023] (1)、信息处理器通过对指尖坐标与手掌屯、坐标的分析，计算出手指长度信息；
[0024](2)、信息处理器通过手指长度信息W及指尖坐标位置关系，判断出当前手掌的 手势。
[00巧]本实用新型的有益效果是：
[00%] 本实用新型基于现有的猜拳游戏基础上进行了猜拳手势识别方法的优化，能够不 依赖于周围环境的光线条件，有效快速的识别猜拳手势。同时本实用新型将优化后的猜拳 手势识别方法有效的与机器人相结合，机器人可W通过机械臂出拳，使猜拳过程更加生动 有趣。
【附图说明】
[0027] 图1是本实用新型进行猜拳互动过程流程图。
[0028] 图2是本实用新型基于LeapMotion设备的猜拳机器人结构示意图。
[0029] 图3是本实用新型出拳臂结构示意图。
【具体实施方式】
[0030] 下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。 阳03U 如图1-图2所示，一种基于LeapMotion设备的猜拳机器人，包括系统控制主机 12、超声波传感器13、LeapMotion设备16、音响17、触摸显示屏18、猜拳机器人本体19和 座体20,在座体20上设置有猜拳机器人本体19,在座体上20设置有出拳区14,猜拳机 器人本体19的出拳臂伸入到出拳区14,在出拳区1侧面设置有获取出拳人出拳手势的 LeapMotion设备16,在座体20上设置有检测是否有出拳人的超声波传感器13,所述超声 波传感器13和LeapMotion设备16与系统控制主机12连接。所述音响17和触摸显示屏 18分别与系统控制主机12相连接。其中图1中的发生装置为音响，机械手控制器控制出拳 臂的动作，微操作机械手为出拳臂，微动平台是指与手指连接，控制手指动作的转动圆盘 (具体见图3中的4、5、6、7及9、10、11部件）。
[0032] 基于LeapMotion图像采集和处理设备的猜拳机器人工作时，超声波传感器13检 测是否有观众出现，如有观众出现，控制程序通过音响17使用语音自动邀请观众参与科普 互动，使用触摸显示屏18可W让观众进行有关猜拳的科学知识讲解。系统通过LeapMotion 设备16采集出现在出拳区14中的各种手势。整个操作过程由系统控制主机12可靠地控 制。
[0033] 如图3所示，出拳臂包括电机座1、手臂摇杆2、手指3、手指拉杆4、舱盘5、舱机6、 舱机安装板7、底板8、手臂连杆9、主动摇杆10和电机11。电机11安装电机座上1，电机座 1通过螺栓连接固定在底板8上，底板8对整个机械手臂起支撑作用。在电机座1上安装 有手臂摇杆2,手臂摇杆2通过手臂连杆9与主动摇杆10 -段较接，所述电机11与主动摇 杆10另一端连接。在手臂摇杆2上安装有舱机安装板7,在舱机安装板7上设置有舱机6， 舱机6与舱盘5连接控制舱盘5带动手指拉杆4运动，所述手指拉杆4末端连接有手指3。 具体表现为：在进行猜拳游戏时，电机11转动，带动手臂摇杆产生上下移动，整体手臂表现 为上下晃动动作。当需要出拳时，舱机6及其他两个舱