[發明專利]智能機器人皮影戲表演的編輯與控制方法

無效

• 申請號: 201210083732.2
• 申請日: 2012-03-27
• 公開（公告）號: CN102580327A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 付少鋒;王浩然;劉鑫;朱萌;王美月;張靜媛
• 申請（專利權）人: 付少鋒;王浩然;劉鑫;朱萌
• 主分類號: A63J19/00
• 分類號: A63J19/00;G06T13/80
• 代理公司: 西安新思維專利商標事務所有限公司 61114
• 代理人: 李罡

技術領域

????本發明涉及一種機器人控制方法，具體涉及一種智能機器人皮影戲表演的編輯與控制方法。

背景技術

皮影戲是一種用燈光照射獸皮或紙板做成的人物剪影以表演故事的民間戲劇，用于表演的皮影人的四肢和頭部是分別雕成的，用繩線聯綴而成，在透光的幕布上由竹棍操縱進行表演。但這種極富中國鄉土特色的傳統民間藝術正面臨著失傳的窘境，技藝純熟的表演者越來越少，只能通過攝錄影像資料進行流傳。皮影戲這種形式的傀儡藝術是可以通過機械裝置進行操控的，代替真人演繹，也能進行現場表演，但簡單的機械操控只能呆板地拉拽線、繩，表現動作單一，缺乏感染力，失去了皮影戲本該有的靈動性和精彩度。

發明內容

本發明的目的是提供一種一種靈活度和操控性更好、并能對表演流程即動作進行實時編輯的智能機器人皮影戲表演的編輯與控制方法。

本發明所采用的技術方案是：

一種智能機器人皮影戲表演的編輯與控制方法，其特征在于：

由以下步驟實現：

步驟一：使用基于2D圖形的動畫皮影人物進行動作的預先編排；

步驟二：使用點對點空間映射算法將2D圖形人物的運動軌跡轉換為皮影機器人的舵機運動數據；

步驟三：按皮影戲表演時播放的音樂的節奏來排放和調整由步驟二生成的舵機運動數據，同時編輯移動控制模塊的控制數據；

步驟四：使用BPM探測算法和自耦合算法對步驟三所排放的數據進行進一步調整和優化；

步驟五：如果選擇普通播放模式，則將步驟四最終生成的一系列數據發送給皮影機器人控制模塊，并同時播放皮影戲的音樂和背景動畫；否則，轉向步驟六，進入即興表演模式；

步驟六：對外界的聲音使用語音識別算法和BPM探測算法進行識別，根據識別的結果來播放不同的皮影動作。

步驟一和步驟二中的舵機運動數據由動作編輯器取得，通過對虛擬動畫皮影的動作調整，配合動作記錄時間軸的標記，將一個或一組動作錄制為動作數據庫的一個子集，并為其標注該動作的類型以及相關屬性。

所述的動作編輯器與皮影機器人的舵機驅動相關聯，在進行動作編輯的同時，皮影動畫影響所對應的皮影機器人會進行實時的動作映射。

所述的動作編輯器設置有皮影機器人移動控制模塊的驅動接口，在進行動作編輯的同時訪問移動控制模塊，驅動皮影機器人所設置的履帶式底盤，進而控制皮影機器人在戲臺軌道上的位移。

步驟三中的皮影戲表演排放和調整由劇本編輯器完成，劇本編輯器將舵機運動數據集合打包成劇本數據，進行自上而下的模型翻譯，即從劇本層逐步翻譯為動作集合、機械臂動作集合、舵機運動集合，然后按照對劇本的編排輸出給皮影控制結構以及移動控制模塊完成皮影的動作演出。

步驟四中的調整和優化是指，使用BPM探測算法和自耦合算法對步驟三所排放的數據進行播放時間點和時間長度的細微調整，使動作的播放與音樂的節奏點一致，而又不會發生兩個動作之間的數據碰撞。

????本發明具有以下優點：

本發明所描述的方法是根據皮影機器人以及表演舞臺的機械設施、嵌入式主板以及傳感器回傳的數據而制作的一套機器人表演皮影戲的編排、錄制與表演工具。為了實現上述功能，系統軟件提供了動作編輯器與劇本編輯播放器。這其中包含了2D物理引擎、點對點空間映射算法、BPM探測算法以及動作自耦合算法，用于提高動作和劇本的編輯效率和表演效果。同時為了增加表演的娛樂性和趣味性，除了提供了普通劇本表演模式外，還設計了一種智能即興表演模式。利用投影儀投射電腦動畫來作為皮影的成影光源，也大大增強了皮影戲表演的感染力。本發明能夠讓機器人活靈活現地再現皮影戲的同時，增加了現代的娛樂元素，能夠更好地宣傳和弘揚皮影戲這一傳統藝術，真正做到對皮影藝術傳承的作用，系統運行穩定，人物控制靈活，響應快，精度高，為保護皮影藝術提供了新的途徑。?

附圖說明

圖1為本發明系統構成圖。

圖2為皮影機器人控制結構圖。

圖3為本發明系統流程圖。

圖4為動作編輯器的流程框圖。

圖中，1-嵌入式平臺主板，2-調試器，3-皮影機器人，4-傳感器組，5-移動控制模塊，6-數據總線接口，7-機械臂，8-舵機，9-導軌，10-履帶式移動底盤。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本發明進行詳細的說明。

一、系統組成：