[发明专利]基于实时信息流的扬琴机器人双臂协同防交叉演奏方法

说明书

本发明公开了一种基于实时信息流的扬琴机器人双臂协同防交叉演奏方法，包括以下步骤：1)绘制扬琴琴面俯视图，建立x‑y平面坐标系；根据扬琴音高对坐标系进行分区；2)接收演奏乐曲相关信息流，记录乐曲宏信息，通过分析事件信息中的音符值对双臂机器人进行任务分配；3)根据步骤2)的音符值分配结果和事件信息单元信息，整合针对分配给左手臂和右手臂的对应音符值、时间间隔、力度，输出相对应的控制信息流{坐标位置，时间间隔，速度}。本发明实现在扬琴机器人演奏乐曲期间，在实时接收乐曲信息流的同时能够对扬琴机器人双臂的进行任务分配，实现双臂较少交叉及双臂间歇性交替演奏类人化的特点。

技术领域

本发明涉及智能机器人技术领域，尤其涉及一种基于实时信息流的扬琴机器人双臂协同防交叉演奏方法。

背景技术

近些年来，随着科学技术的进步，机器人技术也随之全面发展。服务型机器人作为机器人的一种，其应用背景很广，主要从事维护、安保、救援、娱乐、示教等方面的工作。我国同世界各国一样，对服务型机器人发展也越来越重视，据我国“机器人发展规划”指出到2020年我国的服务型机器人年销售收入有望超过300亿人民币。

扬琴机器人作为服务型机器人的一种，对其研究可以搭建对机器人与人工智能等领域的研究平台。同时，学习扬琴作为现代人陶冶情操的一种途径却面临着相关教学人员不足与费用昂贵等问题，而扬琴机器人的出现则在一定程度上解决了这一问题。

扬琴机器人是类人化机器人，它具有人性化的双臂，因此在执行演奏敲击的过程中需要对演奏的双臂进行任务分配。目前仍未有任何组织和机构对任务分配方面进行深入研究。本发明提出的一种基于扬琴机器人的任务分配方法，能够实时对接收的乐曲信息流进行实时处理分配且可以有效避免双臂机器人演奏执行过程中双臂过多交叉的现象及音符值高频率出现某一区域独臂频繁演奏敲击不协调现象。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种基于实时信息流的扬琴机器人双臂协同防交叉演奏方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于实时信息流的扬琴机器人双臂协同防交叉演奏方法，包括以下步骤：

1)绘制扬琴琴面俯视图，以扬琴琴面俯视图左下角顶点为坐标系的原点，建立x-y平面坐标系；根据扬琴音高对坐标系进行如下分区：中高音A区，中低音B区；所述扬琴琴面俯视图上标定有琴码及击弦位置；

2)接收演奏乐曲相关信息流，记录乐曲宏信息，通过分析事件信息中的音符值对双臂机器人进行任务分配；

所述演奏乐曲相关信息流包括乐曲宏信息单元及事件信息单元；所述宏信息单元包括：音色、通道号、节奏速度、ticks数、强度和音阶信息；所述事件信息单元包括：时间间隔、控制指令、音符值和力度；

具体分配方法如下：通过乐曲音阶确定音符值对应扬琴琴弦的位置，若音符值对应琴弦属于A区且左手臂连续分配次数累计未达到3次，则将敲击任务分配至机器人左手臂；若音符对应琴弦属于B区且右手臂连续分配次数累计未达到3次，则将敲击任务分配至机器人右手臂；若该手臂连续分配次数累计达到3次，则不论音符对应琴弦在A区还是B区，都将该音符值分配到另一手臂，并将该手臂连续分配次数置0；

3)根据步骤2)的音符分配结果和事件信息单元信息，整合针对分配给左手臂和右手臂的对应音符值、时间间隔、力度，输出相对应的控制信息流{坐标位置，时间间隔，速度}。

按上述方案，所述步骤1)中分区方法为：在俯视图坐标系中自左向右将琴码及击弦位置标为1至5列，其中1至2列为中高音区定为A区，3至5列为中低音区定为B区。

按上述方案，所述步骤2)中，机器人左手臂每执行一次任务，则将左臂连续分配次数加1，右手臂连续分配次数置为0；机器人右手臂每执行一次任务，则将右臂连续分配次数加1，将左手臂连续分配次数置为0。