[實用新型]一種基于嵌入式平臺的皮影戲數字表演系統

有效

• 申請號: 201220119371.8
• 申請日: 2012-03-27
• 公開（公告）號: CN202583762U
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 付少鋒;王浩然;劉鑫;朱萌;王美月;張靜媛;李龍海
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;A63J19/00
• 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

????本實用新型涉及一種機器人物理仿真控制系統，具體涉及一種基于嵌入式平臺的皮影戲數字表演系統。

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

本實用新型的目的是提供一種靈活度和操控性更好的基于嵌入式平臺的皮影戲數字表演系統。

本實用新型所采用的技術方案是：

一種基于嵌入式平臺的皮影戲數字表演系統，設置有皮影機器人，其特征在于：

所述的皮影戲數字表演系統設置有嵌入式平臺主板，嵌入式平臺主板通過調試器與皮影機器人上的運動驅動裝置進行數字通信控制，移動定位模塊采集皮影機器人上傳感器組的數據并通過數據總線接口反饋到嵌入式平臺主板。

所述的嵌入式平臺主板為Intel?Atom平臺EMB-4650工控板；

所述的移動定位模塊的核心為MSP430F149超低功耗單片機；

所述的傳感器組為紅外光電開關；

所述的數據總線接口為RS232/?RS-485總線。

所述的嵌入式平臺主板通過USB接口與調試器連接；

所述的調試器與皮影機器人上運動驅動裝置之間通過UART進行數字通信控制；

所述的移動定位模塊通過UART與數據總線接口連接。

????本實用新型具有以下優點：

????本實用新型利用現代人工智能技術對皮影機器人進行數字控制表演，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為本實用新型系統構成圖。

圖2為皮影機器人控制結構圖。

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-移動定位模塊，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實用新型進行詳細的說明。

本實用新型所述的一種基于嵌入式平臺的皮影戲數字表演系統，設置有嵌入式平臺主板1，嵌入式平臺主板1通過調試器2與皮影機器人3上的運動驅動裝置進行數字通信控制，控制皮影機器人3的肢體運動，移動定位模塊5采集皮影機器人3上傳感器組4的數據，計算后并通過數據總線接口6反饋到嵌入式平臺主板1，控制皮影機器人3在戲臺上的位移。其中，嵌入式平臺主板1為Intel?Atom平臺EMB-4650工控板，移動定位模塊5的核心為MSP430F149超低功耗單片機，傳感器組4為紅外光電開關，數據總線接口6為RS232/?RS-485總線。嵌入式平臺主板1通過USB接口與調試器2連接；調試器2與皮影機器人3上運動驅動裝置之間通過UART進行數字通信控制；移動定位模塊5通過UART與數據總線接口6連接。

根據傳統皮影戲的表演方式，系統在皮影機器人3上設計了三個3R串聯型機械臂組，每個機械臂組有機械臂7和數字舵機8組成，并配以設置在導軌9上的履帶式移動底盤10。CDS5500數字舵機有控制靈活、響應快、扭矩大、高轉速、高精度、總線式連接等優點，能夠滿足系統要求。系統使用接口豐富的Intel?Atom平臺中的USB以及RS232/RS485總線接口對皮影機器人3進行數據通信，在Intel?Atom?Z510?CPU的高效處理能力的支持下，使用2D物理引擎實現動作編輯功能，配合空間點對點映射算法將虛擬動畫皮影與真實皮影的動作進行同步。Z510?CPU主頻為1.1GHz，并且擁有512KB的二級緩存，支持超線程技術，這對于系統在使用BPM探測算法以及動作子耦合算法的時更好地利用CPU的多線程處理能力，加快計算。