[发明专利]仿人实体机器人的连续动作语义编码与翻译方法及系统

说明书

本发明公开了一种仿人实体机器人的连续动作语义编码与翻译方法及系统，方法包括：建立统一基准时间轴，以及设定采样及编码元动作数据结构和解码元动作数据结构；对各个执行器按照采样及编码元动作数据结构进行数据采样；对采样点按照动作语义进行编码，编码完成后输出编码并存入动作库；在机器人运动时先从动作库取出动作编码流，并对动作编码流进行解码；解码后再采用动作平滑算法计算出连续动作编码流，再将连续动作编码流各个动作点按照解码元动作数据结构进行填充；输出解码动作编码流并按照统一时间轴执行解码动作编码流。实现仿人机器人的各个关节在同一时间点上独立运动，最终整体效果上即可实现仿人机器人的联动动作。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种仿人实体机器人的连续动作语义编码与翻译方法及系统。

背景技术

模仿人的形态和行为而设计制造的机器人就是仿人机器人，一般分别或同时具有仿人的四肢和头部。机器人一般根据不同应用需求被设计成不同形状，如运用于工业的机械臂、轮椅机器人、步行机器人等。而仿人机器人研究集机械，电子，计算机，材料，传感器，控制技术等多门科学于一体，代表着一个国家的高科技发展水平。从机器人技术和人工智能的研究现状来看，要完全实现高智能，高灵活性的仿人机器人还有很长的路要走，而且，人类对自身也没有彻底地了解，这些都限制了仿人机器人的发展。

仿人机器人具有人类的外观，可以适应人类的生活和工作环境，代替人类完成各种作业，并可以在很多方面扩展人类的能力，在服务，医疗，教育，娱乐等多个领域得到广泛应用。

控制系统的任务是根据机器人的作业指令程序及从传感器反馈回来的信号控制机器人的执行机构，使其完成规定的运动和功能。如果机器人不具备信息反馈特征，则该控制系统称为开环控制系统；如果机器人具备信息反馈特征，则该控制系统称为闭环控制系统。该部分主要由计算机硬件和控制软件组成。软件主要由人与机器人进行联系的人机交互系统和控制算法等组成。该部分的作用相当于人的大脑。

树莓派(Raspberry Pi)是为学习计算机编程教育而设计，只有信用卡大小的微型电脑。其体积小巧，却具备所有PC的基本功能，若基于树莓派设计一款用于机器人的控制系统，能够使得机器人也相应的小巧、轻便和动作灵活，目前市面上暂无基于树莓派的仿人实体机器人的控制系统。为此，亟需提供一种基于树莓派的仿人实体机器人的控制系统。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种仿人实体机器人的连续动作语义编码与翻译系统及方法，解决现有暂无仿人实体机器人的动作语义编码与翻译系统的问题以弥补该技术空白。

本发明采用的技术方案如下：

一种仿人实体机器人的连续动作语义编码与翻译方法，包括：

建立统一基准时间轴，以及设定采样及编码元动作数据结构和解码元动作数据结构；

对各个执行器按照采样及编码元动作数据结构进行数据采样；

对采样点按照动作语义进行编码，编码完成后输出编码并存入动作库；

在机器人运动时先从所述动作库取出动作编码流，并对动作编码流进行解码；

解码后再采用动作平滑算法计算出连续动作编码流，再将连续动作编码流各个动作点按照解码元动作数据结构进行填充；

输出解码动作编码流并按照统一时间轴执行解码动作编码流。

在本发明方法的一些实施例中，采样及编码元动作数据结构表示为S＝[id,t,r]；其中，S表示采样和编码数据结构，id表示执行器编号，t表示执行器运行到当前角度的时间点，r表示执行器当前角度。