Разработка системы управления манипулятором на основании информации датчика Kinect

Объектом исследования является манипулятор “механическая рука”
Цель работы – разработать систему прямого бесконтактного управления манипулятором на основании информации датчика Kinect.
В процессе выполнения работы с помощью датчика Kinect проведена оцифровка движения элементов тела человека и разработана система управления манипулятором на основании этой информации.
В результате выполнения ВКР реализовано бесконтактное управление манипулятором, повторяющим движение человеческого тела.

ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………………………………………………………… 14

1. ОПИСАНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ МАНИПУЛЯТОРОМ ………………. 16

1.1 Описание конструкции и элементов манипулятора ……………………………. 16

1.1.1 Внешний вид ………………………………………………………………………….. 17

1.1.2 Количество степеней свободы………………………………………………….. 18

1.2 Описание микроконтроллер Arduino ………………………………………………… 21

1.3 Описание датчика Kinect …………………………………………………………………. 22

2. АЛГОРИТМЫ УПРАВЛЕНИЯ МАНИПУЛЯТОРОМ НА ОСНОВАНИИ

ИНФОРМАЦИИ ДАТЧИКА KINECT ………………………………………………………… 24

2.1 Получение координаты тела человека ………………………………………………. 24

2.2 Расчёт углов скелетного вектора и его упаковка ………………………………… 27

2.3 Управление манипулятором по данным углов …………………………………… 33

2.4 Описание программы ……………………………………………………………………… 34

3. ЗАКЛЮЧЕНИЕ …………………………………………………………………………………… 38

CONCLUSION ………………………………………………………………………………………….. 39

4. ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И

РЕСУРСОСБЕЖЕНИЕ ……………………………………………………………………………… 40

4.1 Анализ конкурентных технических решений ……………………………………. 40

4.2 SWOT-анализ …………………………………………………………………………………. 41

4.3 Календарный план работ и оценка времени их выполнения ………………. 44

4.4 Бюджет затрат на проектирование ……………………………………………………. 47

4.4.1 Материальные затраты ……………………………………………………………. 47

4.4.2 Амортизация компьютерной техники ……………………………………….. 48

4.4.3 Затраты на заработную плату …………………………………………………… 48
4.4.4 Затраты на социальные нужды …………………………………………………. 49

4.4.5 Прочие затраты ………………………………………………………………………. 49

4.4.6 Накладные расходы ………………………………………………………………… 50

4.5 Определение капиталовложений на материалы для реализации проекта50

4.6 Ресурсоэффективность ……………………………………………………………………. 51

4.7 вывод …………………………………………………………………………………………….. 52

5. СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ ………………………………………………….. 54

Введение …………………………………………………………………………………………….. 54

5.1 Производственная безопасность ………………………………………………………. 56

5.1.1 Анализ вредных факторов производственной среды ………………….. 56

5.1.2 Анализ опасных факторов производственной среды ………………….. 63

5.2 Экологическая безопасность ……………………………………………………………. 66

5.3 Безопасность в чрезвычайных ситуациях …………………………………………. 67

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ……………………………………………. 70

ПРИЛОЖЕНИЕ А …………………………………………………………………………………….. 72

ПРИЛОЖЕНИЕ Б ……………………………………………………………………………………… 79

ПРИЛОЖЕНИЕ В …………………………………………………………………………………….. 81