用于限定协作表演节目的多个机器人的运动的系统和方法技术方案

一种用于基于由动画软件限定的机器人的运动的描述来限定协作表演节目的多个真实机器人的运动的系统。系统包括：至少一个存储器(3，5)，用于存储描述在节目期间的机器人的运动的多个分段，各分段包括限定时间段期间的机器人中的一个机器人的运动的描述，并且用于存储多个场景，各场景指定将由机器人同时执行的多个分段；和播放列表处理器(6)，被配置成处理包括场景的序列的播放列表的创建并且根据用户命令修改播放列表；和用户接口(8)，被配置成将播放列表显示给用户、允许用户通过修改场景的序列来编辑播放列表并且接收用户命令。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于限定协作表演节目的多个真实机器人的运动的系统和方法。
技术介绍
机器人最常用在工业中以执行重复性工作任务。在该情况中，重要的是正确且可靠地完成任务。观看机器人执行任务多么令人愉快是不重要的。现有的做法是对于人类程序员来说针对各任务给机器人编程。与任务有关的重要的机器人位置可以通过将机器人直接定位并存储位置来限定。程序员接着写入引用所存储的位置并指令机器人以执行期望的任务的代码。然而，近年来流行使用机器人来移动诸如视频显示器、视频投影仪或楼梯(staircase)等的娱乐元素，用于使人娱乐的目的。例如，节目中大量机器人在舞台上与人一起表演。这可能是人与机器人在舞台上的音乐节目，或者是机器人使显示面板移动的贸易展览。它也可以应用于机器人处理显示器或具有人的扫描设备的设计师商店(designer stores)和领域。这样的系统的挑战是如何建立机器人程序并且使机器人运动同步至节目的播放列表以及在舞台上的动作或两者。US8356704公开了一种诸如视频显示器、视频投影仪或楼梯等的机器人控制的娱乐元素。机器人使娱乐元素在三个维度上移动。给用于使观众娱乐的目的的机器人编程与给工业中的机器人编程在许多方面有质的不同。机器人典型地具有设计用于视觉吸引力(visual appeal)的特定移动序列的明确限定的集合。对于在机器人的部件上做出的智能决定没有要求并且焦点完全在外观上。使用传统的
编程方法给机器人编程以做出自然、“生机的”观看移动在最好的情况下非常困难且耗时；在最坏的情况下，几乎不可能。因为程序中的决策的缺失和在视觉吸引力上的焦点，所以针对娱乐表演的机器人运动的编程具有与计算机动画比与传统机器人编程更多的共同点。于是理想的解决方案是以与计算机动画器限定机器人表演的动画确切相同的方式来限定机器人表演。使用现有的3D计算机动画软件和现有的计算机动画才能创建机器人动画序列是已知的。计算机动画器使用计算机动画软件在真实机器人的物理限制内制作真实机器人的模型的动画。接着以使得真实机器人的运动与动画的机器人的运动确切匹配的方式由动画创建出机器人程序。今天，节目设计者使用诸如MAYA等的外部3D动画工具来设计出节目或贸易展览中的与人类运动一起的机器人运动和可能的音乐同步。节目设计者在远离节目将表演所在的地点的工作室并使用机器人的软件模型事先设计出机器人运动。当节目将由真实机器人在真实舞台上、与在节目中演出的真实人来表演时，经常会发生机器人的运动需要被改变以便与真实环境和机器人动画序列的创建期间没有预见到的其他情况配合。因此，存在有在动画和机器人程序代码已经创建了之后编辑机器人的运动的需要。特别地，存在有例如在节目的排练期间与真实机器人一起现场编辑机器人运动的需要。例如，存在有改变机器人运动的序列的需要。然而，机器人的运动在机器人动画序列的创建期间在时间上是同步的。因此，当改变机器人运动的序列时，存在有机器人之间冲突的风险。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供关于在上面提到编辑由计算机动画软件限定的机器人运动的序列的问题的解决方案。根据专利技术的一个方面，该目的通过如权利要求1所限定的系统来实现。系统包括：至少一个存储器，用于存储描述在节目期间的机器人的运动的多个分段(segment)，各分段包括限定时间段期间的机器人中的一个机器人的运动的描述，并且用于存储多个场景，各场景指定将由机器人同时执行的多个分段；和播放列表处理器(handler)，被配置成处理包括场景的序列的播放列表的创建并且根据用户命令修改播放列表；和用户接口，被配置成将播放列表显示给用户、允许用户通过修改场景的序列来编辑播放列表并且接收用户命令。将在节目期间执行的针对机器人限定的运动被分成多个场景。针对各机器人的运动被分成多个相继的分段。各分段限定了将在限定时间段期间由某一机器人执行的运动。限定时间段仅指定将执行的运动的持续时间，并且没有指定分段将在节目期间在何时执行。对于各场景有包括将由机器人同时执行的运动的多个相应的分段。将同时执行的分段的数量与机器人的数量相同。相应地，各场景中的分段的数量等于将编程的机器人的数量。各场景包括关于哪个分段属于场景的信息。根据专利技术的实施例，系统获得多个场景，各场景包括将由机器人同时执行的多个分段。场景包括包含将由机器人同时执行的运动的所有分段。播放列表处理器被配置成处理包括限定了节目期间的机器人运动的序列的场景的序列的播放列表的创建。系统包括被配置成将播放列表显示给用户、允许用户通过修改场景的序列来编辑播放列表并接收有关修改的用户命令的用户接口。播放列表处理器被配置成基于用户命令修改播放列表并相应地修改场景的序列。因此，对于用户来说能够改变场景的序列、即能够移动、添加和/或删除整个场景。由于当机器人动画序列被创建时场景内的机器人运动彼此协调并且针对冲突进行了检查，所以用户可以编辑场景的序列而没有归因于修改在机器人之间有冲突的风险。本专利技术允许用户在机器人程序被分配给各自的机器人控制器之前修改由计算机动画软件限定的机器人运动的序列。根据专利技术的实施例，系统包括用于存储描述节目期间机器人的运
动的多个分段的分段存储器，各分段包括机器人中的一个机器人的运动的描述。根据专利技术的实施例，系统包括用于存储场景的场景存储器，和被配置成基于存储的分段创建多个场景并将场景存储器在存储中的场景处理器。根据专利技术的实施例，播放列表处理器被配置成接收有关场景的序列的一部分中的修改的用户命令、基于播放列表的修改部分中的场景中所包括的分段的机器人的运动的描述查验修改并且基于查验的结果允许或拒绝修改。一个场景中的机器人的位置对机器人可以在下一场景中被移动至哪个位置施加限制。该实施例查验、即执行检查机器人运动的所建议的修改是否能够执行，即对于机器人来说是否能够执行运动的新序列。如果所建议的修改不能执行，则修改被拒绝。该实施例防止用户以使得机器人不能执行运动的方式修改运动的序列。根据专利技术的实施例，机器人的运动的描述包括机器人的位置，并且播放列表处理器被配置成将播放列表的修改部分中的相邻场景的属于相同机器人的位置进行比较并且基于比较的结果查验修改。位置可以例如被描述为笛卡尔位置或节点值(joint)。根据专利技术的实施例，各分段包括针对机器人的开始位置和结束位置，并且播放列表处理器被配置成通过将播放列表的修改部分中的相邻场景的属于相同机器人的分段的开始位置与结束位置进行比较来查验修改，并且如果邻接场景的分段中的任一个的开始位置与结束位置之间的差异超过限制值则拒绝修改。如果场景的一个分段的结束位置与下一场景的属于相同机器人的分段的开始位置之间的差异超过限制值则修改不被允许。通过该实施例，防止用户修改运动的序列致使机器人不能执行运动。例如，描述包括针对机器人的轴线的多个节点值，并且播放列表处理器被配置成将播放列表的修改部分中的相邻场景的属于相同机器人的阶段的针对轴线的节点值进行比较。根据专利技术的实施例，分段中的每一个包括关于分段属于哪个场景的信息，并且场景处理器被配置成基于此将分段分组成多个场景。各分段设置有关于它属于哪个场景的信息的事实有助于场景处理器创建场景。根据专利技术的实施例，分段中的每一个包括包含关于分段属于哪个机器人的信息的机器人本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于限定协作表演节目的多个真实机器人的运动的系统，其特征在于，所述系统包括：‑至少一个存储器(3，5)，用于存储描述在所述节目期间的所述机器人的运动的多个分段，各分段包括限定时间段期间的所述机器人中的一个机器人的运动的描述，并且用于存储多个场景，各场景指定将由机器人同时执行的多个分段，和‑播放列表处理器(6)，被配置成处理包括场景的序列的播放列表的创建并且根据用户命令修改所述播放列表，和‑用户接口(8)，被配置成将所述播放列表显示给用户、允许所述用户通过修改所述场景的序列来编辑所述播放列表并且接收所述用户命令。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于限定协作表演节目的多个真实机器人的运动的系统，其特征在于，所述系统包括：-至少一个存储器(3，5)，用于存储描述在所述节目期间的所述机器人的运动的多个分段，各分段包括限定时间段期间的所述机器人中的一个机器人的运动的描述，并且用于存储多个场景，各场景指定将由机器人同时执行的多个分段，和-播放列表处理器(6)，被配置成处理包括场景的序列的播放列表的创建并且根据用户命令修改所述播放列表，和-用户接口(8)，被配置成将所述播放列表显示给用户、允许所述用户通过修改所述场景的序列来编辑所述播放列表并且接收所述用户命令。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述播放列表处理器(6)被配置成接收有关所述场景的序列的一部分中的修改的用户命令、基于所述播放列表的所述修改部分中的所述场景中所包括的所述分段的所述机器人的运动的所述描述查验所述修改，并且基于所述查验的结果允许或拒绝所述修改。3.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述机器人的运动的所述描述包括所述机器人的位置，并且所述播放列表处理器(6)被配置成将所述播放列表的所述修改部分中的相邻场景的属于相同机器人的位置进行比较并且基于所述比较的结果查验所述修改。4.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中各分段包括针对所述机器人的开始位置和结束位置，并且所述播放列表处理器(6)被配置成通过将所述播放列表的所述修改部分中的相邻场景的属于相同机器人的分段的开始位置与结束位置进行比较来查验修改，并且如果邻接场景的所述分段中的任一个的所述开始位置与结束位置之间的差异超过限制值则拒绝所述修改。5.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中所述系统包括
\t被配置成基于存储的分段创建多个场景并将所述场景存储在所述存储器(5)中的场景处理器(4)。6.根据权利要求5所述的系统，其中所述分段中的每一个包括关于所述分段属于哪个场景的信息，并且所述场景处理器(4)被配置成基于所述分段属于哪个场景的信息将所述分段分组成多个场景。7.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中所述分段中的每一个包括包含关于所述分段属于哪个机器人的信息的机器人标识标签，并且所述播放列表处理器(6)被配置成基于所述机器人标识标签来确定分段属于哪个机器人。8.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中所述播放列表处理器(6)被配置成基于所述播放列表、存储的场景和分段来模拟所述机器人的运动，并且基于所述模拟来查验所述播放列表。9.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中各分段进一步包括用于执行所述限定时间段期间的所述机器人的运动的程序代码，并且所述系统进一步包...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·古斯塔夫松，M·鲁斯，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH