[發明專利]一種制作實體機器人動作的方法及終端

有效

• 申請號: 202110987342.7
• 申請日: 2021-08-26
• 公開（公告）號: CN113805532B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 劉德建;劉偉;李路;彭謙;陳宏
• 申請（專利權）人: 福建天泉教育科技有限公司
• 主分類號: G05B19/408
• 分類號: G05B19/408
• 代理公司: 福州市博深專利事務所(普通合伙) 35214
• 代理人: 張明

1.一種制作實體機器人動作的方法，其特征在于，包括步驟：

S1、從SolidWorks上導出實體機器人的urdf描述文件；

S2、將所述urdf描述文件導入Unity，根據所述urdf描述文件創建3D實體機器人初始模型，并導出帶有骨骼信息的第一3D模型；

S3、將所述第一3D模型導入3DMax，根據所述骨骼信息為所述第一3D模型重建骨骼，并進行蒙皮，生成第二3D模型；

S4、基于骨骼旋轉限制插件在所述第二3D模型上制作機器人動作進行旋轉限制后，生成動作文件；

S5、將所述動作文件導出為電機數據文件給所述實體機器人；

所述S5具體包括以下步驟：

S51、讀取所述urdf描述文件中每個電機的限制信息，所述限制信息包括電機的初始位置、初始角度、旋轉軸、最大旋轉速度、最小旋轉速度、最大旋轉角度和最小旋轉角度，每個電機與所述第二3D模型中的骨骼一一對應；

S52、根據電機的用途和型號對電機進行分組，并對每一組電機預設幀率；

S53、獲取生成的所述動作文件的每一幀下所有骨骼的旋轉角度，并轉化為四元素對象；

S53、采用四元素差值算法，根據所述預設幀率按組計算單個骨骼的每一幀與首幀的所述四元素對象之間的差值，并轉化為軸角的形式，得到差角和旋轉軸；

S54、計算所述旋轉軸和所述骨骼旋轉限制插件中規定的預設軸的方向是否一致，若一致則所述差角為正，否則為負，重復每一幀的計算，得到所有骨骼在每一幀的角度差值；

S55、根據所述角度差值計算所述旋轉角度是否在所述最大旋轉角度和所述最小旋轉角度之間且角速度是否在所述最大旋轉速度和所述最小旋轉速度之間，若是，則保存所述旋轉角度為所述電機數據文件，否則打印超出旋轉范圍限定提示；

S56、將所述電機數據文件導出給所述實體機器人，所述實體機器人根據所述電機數據文件中的電機數據執行相應的動作。

2.根據權利要求1所述的一種制作實體機器人動作的方法，其特征在于，所述S2中將所述urdf描述文件導入Unity具體為：

新建Unity工程，導入Ros-Sharp的工程代碼，使用Import?Robot?From?Urdf工具將所述urdf描述文件導入所述Unity工程中；

所述S2中導出帶有骨骼信息的第一3D模型具體為：

使用Unity的FBX?Exporter插件，導出帶有骨骼信息且文件格式為fbx的所述第一3D模型。

3.根據權利要求1所述的一種制作實體機器人動作的方法，其特征在于，所述S3還包括：

將所述第二3D模型導入Unity，按照所述urdf描述文件的配置，對比所述3D實體機器人初始模型和所述第二3D模型，并將所述第二3D模型中的蒙皮信息覆蓋到所述3D實體機器人初始模型上，生成帶有骨骼信息、蒙皮信息和關節信息的3D實體機器人最終模型。

4.根據權利要求1所述的一種制作實體機器人動作的方法，其特征在于，所述S4具體包括以下步驟：

S41、讀取所述urdf描述文件中的標準骨骼數據，并在3DMax中將所述標準骨骼數據轉換為原始旋轉量、限制旋轉軸和限制上下限，所述原始旋轉量為骨骼的初始旋轉位置，所述限制旋轉軸用于規定只能繞預設軸旋轉，其他軸鎖死，所述限制上下限用于規定繞軸旋轉的相對最大角度和相對最小角度；

S42、為所述第二3D模型中的每根骨骼節點創建旋轉控制器，并綁定所述骨骼節點對應的所述原始旋轉量、所述限制旋轉軸和所述限制上下限；

S43、在所述旋轉控制器中預設限制算法，構成所述骨骼旋轉限制插件，所述限制算法用于自動為實時制作的動作所對應的每個所述骨骼節點的骨骼旋轉量校正使其符合所述限制上下限所在的范圍，以限制骨骼旋轉的效果；

S44、通過所述骨骼旋轉限制插件為所有動作進行旋轉限制，最終生成一套完整的所述動作文件。