[發明專利]用于集中管理交互式機器中的人機接口傳感器和執行器的裝置和方法

在審

• 申請號: 201580072480.5
• 申請日: 2015-12-08
• 公開（公告）號: CN107111291A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 赫魯維·阿德齊婭
• 申請（專利權）人: H普拉斯技術有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;G06F9/44;H04L29/06;H03H17/04
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 康建峰,陳煒

技術領域

本發明總體上涉及用于提供交互式機器例如交互式顯示機器中的傳感器和執行器的集中管理的方法和裝置。

背景技術

常規編程的交互式機器需要在機器中有定制設計的程序(通常稱為“中間件”)來管理從傳感器輸入的數據并且控制對執行器的指令。創建這樣的程序可能很麻煩，特別是當存在大量的傳感器和執行器要進行控制時或當不同的傳感器和/或執行器在系統中進行交換時。

存在試圖提供通用的中間件編程平臺的開源項目。例如，YARP(“YetAnother Robot Platform(又一個機器人平臺)”)是用C++編寫的用于使機器人中的傳感器、處理器和執行器互連的開源軟件包。YARP支持將機器人控制系統構建成以對等方式進行通信的程序集合，其中，可以交換可擴展族的連接類型以匹配程序員的需要。

包括YARP在內，不存在能夠對使用諸如運動傳感器等人機接口傳感器的人機交互式機器有效地進行控制——包括實時地從這樣的傳感器中獲取原始數據信息并且提取特征數據——的已知的中間件編程平臺，已知的中間件編程平臺也無法應對管理具有多個輸入端的人機交互式機器并且保持低延遲以避免降低顯示幀率和降低其他性能的挑戰。

發明內容

根據本發明的一個方面，提供了一種編碼有傳感器中間件平臺程序的計算機可讀介質，該傳感器中間件平臺程序能夠由處理器執行以創建用于對人機交互式機器中的至少一個傳感器和至少一個執行器進行控制的中間件實現(middleware implementation)。中間件平臺程序包括至少一個輸入模塊、中間件模塊、濾波器模塊和重建模塊。每個輸入模塊被配置成從人機接口傳感器獲取原始數據。中間件模塊被配置成從原始數據中提取特征提取數據，其中，特征提取數據是用于通過中間件實現來對人機交互式機器的操作進行控制的相關輸入數據。濾波器模塊被配置成對特征提取數據應用信號處理操作。重建模塊被配置成將經濾波的特征提取數據轉換成程序員能夠訪問的轉換形式以創建中間件實現。人機接口傳感器可以是運動捕捉相機，在該情況下，原始數據可以是全身骨骼數據，并且特征提取數據是全身骨骼數據的一部分。該骨骼數據的一部分的轉換形式可以是根據所選3D傳感器協議的分層數據。

輸入模塊、中間件模塊、濾波器模塊和重建模塊可以是使用基于YARP編程平臺(“YARP網絡”)的網絡協議來進行互連的程序模塊。中間件平臺程序還可以包括能夠經由YARP網絡與程序模塊中的至少一個程序模塊通信的至少一個實用程序；實用程序可以包括能夠被執行以監測并控制在程序模塊中的至少一個程序模塊中運行的進程的程序代碼。一種類型的實用程序是信道管理器程序，信道管理器程序與YARP網絡通信并且能夠被執行以對程序模塊中的至少一個程序模塊中的服務以及服務之間的連接進行監測，以及對服務應用一組YARP函數。信道管理器程序可以包括視圖渲染器，當該視圖渲染器被執行時，該視圖渲染器對程序模塊中的至少一個程序模塊的服務和連接的視圖進行渲染，該視圖包括每個服務的IP地址、端口號和名稱。

中間件平臺程序還可以包括與程序模塊中的其他服務程序通信的注冊表服務程序；注冊表包括存儲有關于其他服務程序的信息的注冊表數據庫。

根據本發明的另一方面，提供了一種用于創建用于對人機交互式機器中的至少一個傳感器和至少一個執行器進行控制的中間件實現的方法。該方法包括：從人機交互式機器的人機接口傳感器獲取原始數據；從原始數據中提取特征提取數據；對特征提取數據應用信號處理操作；以及將經濾波的特征提取數據轉換成程序員能夠訪問的轉換形式以創建中間件實現。

在對特征提取數據進行濾波之前，可以使特征提取數據通過一個或更多個緩沖器。可以在特征提取數據通過一個或更多個緩沖器的同時對特征提取數據執行延遲和校正檢查。對特征提取數據進行濾波可以包括：對特征提取數據應用卡爾曼(Kalman)濾波。轉換經濾波的特征提取數據的步驟可以包括：檢驗經濾波的特征提取數據并且將經濾波的特征提取數據解析成經檢驗的數據包。

可以通過使用基于YARP編程平臺(“YARP網絡”)的網絡協議的中間件實現來傳輸數據，并且可以將經檢驗的數據包存儲在YARP瓶中并經由YARP網絡傳輸至至少一個輸出模塊，以用于執行人機交互式機器的操作。

附圖說明

圖1是根據一個實施方式的人機交互式虛擬全息顯示機器的透視圖。

圖2(a)和圖2(b)示出了由虛擬全息顯示機器的處理器執行以將對象的虛擬3D全息圖像顯示在機器的金字塔形顯示表面上的顯示程序的步驟。