[發明專利]一種可編程木偶表演機器人控制方法、系統及機器人

有效

• 申請號: 202010423949.8
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111515959B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 姚俊峰;李巖松
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J13/00;B25J11/00
• 代理公司: 北京金咨知識產權代理有限公司 11612
• 代理人: 嚴業福

1.一種可編程木偶表演機器人控制方法，其特征在于，包括：

S1：用戶添加元表演動作進隊列；

S2：可編程系統將隊列發送至機器人控制系統；

S3：機器人控制系統根據接收到的隊列，從元動作庫中獲取相應的動作指令，動作指令包含著控制木偶的機器人的每個關節的位置信息，從而保證機器人可以根據正確的位置信息來移動關節，從而對木偶進行操縱，使木偶進行相應的動作表演；

S4：系統將動作指令發送至木偶表演機器人；

S5：木偶表演機器人根據獲得的指令進行相應的動作表演，表演時機器人各個關節按照接收到的動作指令隊列進行移動操作，從而操作提線，進而保證木偶表演的準確性，使其表演達到預期效果；

控制可編程木偶表演機器人進行動作模擬，具體步驟包括：

攝像頭捕獲多幀圖像，并將圖像發送至控制系統；

系統對接收到的圖像進行判斷，篩選出其中的關鍵幀，并且丟棄非關鍵幀；

系統識別出圖像關鍵幀中的骨骼點；

系統根據骨骼點的絕對位置坐標，判斷出與元動作庫中最為相似的動作；

系統將識別出的動作隊列進行輸出到機器人；

木偶機器人根據獲得的隊列進行動作表演；

系統識別出圖像關鍵幀中的骨骼點具體包括：被識別人員正對攝像頭，識別到的骨骼點左右應相反，通過24個骨骼點進行動作模擬，其中，點0對應鼻子；點1對應脖子，點2對應右肩，點3對應右手肘，點4對應右手腕，點5對應左肩，點6對應左手肘，點7對應左手腕，點8對應臀部中央，點9對應右髖，點10對應右膝，點11對應右腳踝，點12對應左髖，點13對應左膝，點14對應左腳踝，點15對應右眼，點16對應左眼，點17對應右耳，點18對應左耳，點19對應左腳大拇趾，點20對應左小趾，點21對應左足跟，點22對應右腳大拇趾，點23對應右小趾，點24對應右足跟，根據動作復雜度，檢測滿足識別需要的骨骼點即可；

根據木偶表演劇本的人物角色設定調整木偶表演機器人的動作風格，具體如下：

讀入木偶表演機器人的角色設定數據，角色動作幅度L設定為1到5級別，分別為L1,L2,L3,L4,L5,級別越高做出動作時幅度越大；

獲取木偶表演機器人除點8臀部中央以外其他23個骨骼點與點8臀部中央的距離Dn，其中0n24，n代表24個骨骼點；

根據如下公式計算木偶表演機器人進行表演時的動作幅度θ＝α*L+β*Dn，其中α和β為調整系數；

木偶表演機器人進行木偶劇表演時根據角色設定使用動作幅度θ對表演動作做出調整，以使得木偶表演機器人更符合角色要求。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，S6：可編程系統可以提供預制的動作隊列，并將其發送至機器人控制系統。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，系統根據骨骼點的絕對位置坐標，判斷出與元動作庫中最為相似的動作包括：使用各個骨骼點之間的相對距離和連線所成的夾角度數范圍來進行識別，所有角度默認都為0°到180°之間，當被識別人員在保持直立時，其髖-膝-腳踝以膝為頂點所成的夾角為180°，而蹲下的動作，其夾角為20°到40°之間，當手腕骨骼點位置高于手肘時，判定為舉手動作，當手腕骨骼點低于手肘時，判定為小臂自然下垂的動作，在判定復雜動作時將復雜動作拆分為沒有歧義的幾個簡單動作的集合，從而達到準確識別的效果。