一种基于人形机器人的掷骰子方法及人形机器人技术

本发明专利技术公开了一种基于人形机器人的掷骰子方法及人形机器人。其中，所述方法包括：人形机器人获取其到骰子的距离信息，进而根据该获取到的距离信息，运动到距离骰子合适的地点位置，进而在该运动到的地点位置调取所存储的采用绘制方式绘制的仿人体骨胳关节点运动轨迹数据，并根据该调取出的仿人体骨胳关节点运动轨迹数据抓取骰子并掷出。通过上述方式，能够实现人形机器人能够自动掷骰子。

A Dice Rolling Method Based on Humanoid Robot and Humanoid Robot

The invention discloses a dice throwing method based on a humanoid robot and a humanoid robot. The method includes: the humanoid robot obtains the distance information from the dice, then moves to the appropriate location of the dice according to the distance information, and then extracts the stored data of human-like skeletal joint point motion trajectory drawn by drawing method at the location of the movement, and according to the extracted human-like skeletal joint point motion. The trajectory data grabs the dice and throws it. In this way, the humanoid robot can automatically roll dice.

【技术实现步骤摘要】
一种基于人形机器人的掷骰子方法及人形机器人
本专利技术涉及人形机器人
，尤其涉及一种基于人形机器人的掷骰子方法及人形机器人。
技术介绍
在人力资源越发紧缺的大环境下，对自动化机械的投入愈发受到各行业的重视，带给了机器人产业发展的巨大机遇与挑战。2013年的中国是全世界机器人购买数量最多的国家，甚至超过了机械自动化程度更高的日本。现在，高效率，好管理的机器人越来越受到各行业的青睐。但是，以库卡、安川、发那科为首的外资机器人品牌占据了中国将近90％的机器人市场。国产机器人的销售量只有区区市场总量的十分之一，说明国产机器人的竞争力还不够足。打铁还需自身硬，要提高国产机器人的市场竞争力，需要突破自身的技术桎梏，提高核心技术水平，才能在机器人市场突出重围，与外资品牌正面交锋。在《中国制造2025》的政策扶持与战略指导下，中国的机器人产业正欣欣向荣，遍地开花，多个机器人产业园区已经建成并投入使用，围绕着技术研发这一关键环节开展工作。2018年5月16号，在天津举办的第二届世界智能大会上，各种各样的机器人及应用场景，无一不在预示着：以人工智能为代表的新一轮科技革命孕育兴起，正以前所未有的速度和方式改变着世界。其中最令人瞩目的就是各种机器人对各种场景的实际应用。中国首个独立研制的人形机器人是一台命名为“先行者”的机器人，于2000年11月29日在长沙国防科技大学展示，先行者的体重有20公斤，身高达1.4米。其外观造型与人类相似，与人类一样具有五官与四肢，可以实现拟人化的行走以及一些基本操作，步行速率为每秒两步，而且还有语言能力。此后，又有多个研究所及公司展开对人形机器人的研究。现阶段,人形机器人的应用场景主要以军工、航天等行业应用为主。根据学界的定义,完整形态上的智能机器人应具备感知、交互、决策、控制四大功能。具体到人形机器人形体,其核心技术难点在于步态控制、环境感知等环节,所以目前为止大部分研究所及公司主要在攻关或者完善核心技术难题，如平衡控制，姿态规划，自主避障等。在第50届国际最具影响力的美国CES(InternationalConsumerElectronicsShow，国际消费性电子展会)展会上，令人眼前一亮的Talos机器人。是来自中国的乐聚(深圳)机器人技术有限公司自主研发的人形机器人。Talos机器人具有高精度数字伺服舵机、高级步态算法和人形SLAM技术。这是中国企业首次公布的具有SLAM算法的人形机器人。Talos能够根据地面的变化调整身体重心，从而保持平衡。此外，Talos每只手具有3根手指，虽然结构简单，但是依旧能够完成对轻量物品的抓取任务。国内对于人形机器人抓取研究的实验及文献较少，较大的原因是人形机器人手指电机功率较小，普遍只能抓取质量较轻的物体。而且对于不规则物体的抓取还需要大量的样本数据进行分析实验。因此，机器人抓取的开发大部分是使用机械臂进行的。厦门电子产品展会就展出过某厂家利用六轴机械臂实现的掷骰子这一过程。所有骰子需要放在一个器皿里面，让机械臂去抓取这个器皿再倾倒出骰子。局限性在于需要手动去把倒出来的骰子一个一个拣出来，再重新放进到骰盅里面去。国外的人形机器人发展起步较早，最为突出的应属谷歌旗下的波士顿动力公司研发的Atlas人形机器人，在2018年5月其公司发布的视频来看。Atlas已经能够在城市公路以及微小崎岖的土路上奔跑，并且可以实现后空翻。抓取方面，Atlas可以搬动重达10磅的箱子，但从视频中看，Atlas为了提高抓取的精度，依旧采用了贴上定位标签进行定点搬运工作。同样在机器人方面研究有深厚底蕴的日本丰田公司，在2017年六月份发布了一款命名为T-HR3的人形机器人。可以完全复制人类的动作，并且完成精度非常高。从抓取气球而不使气球产生较大形变的结果看来，该机器人对抓取力度的控制十分精确。但是该机器人还是存在一定局限性：没有人工智能自主能力，需要人类坐在控制台上来操纵机器人。我国国内对人形机器人领域的研究虽然起步得晚，但是其发展速度十分迅猛，直到2013年，人形机器人的相关科研工作已经在国内绝大多数“985”、“211”高校开展。同时，国内还举办了许多关于人形机器人的竞赛，以进行进一步交流学习。除此之外，在与人形机器人关联的图像处理及定位算法领域，我国的学者也取得了许多成果，包括一些高校的图像处理算法和定位算法。因此，尽管我国国内对人形机器人领域的研究虽然起步得晚，但学者们和科研人员们仍在不断学习与探索人形机器人。但是，现有的人形机器人的研究方案还无法实现人形机器人能够自动掷骰子。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提出一种基于人形机器人的掷骰子方法及人形机器人，能够实现人形机器人能够自动掷骰子。根据本专利技术的一个方面，提供一种基于人形机器人的掷骰子方法，包括：人形机器人获取其到骰子的距离信息；根据所述获取到的距离信息，运动到距离骰子合适的地点位置；在所述运动到的地点位置调取所存储的采用绘制方式绘制的仿人体骨胳关节点运动轨迹数据，并根据所述调取出的仿人体骨胳关节点运动轨迹数据抓取骰子并掷出。其中，所述人形机器人获取其到骰子的距离信息，包括：采用摄像头摄像方式，获取骰子的图像；将所述获取到的骰子的图像的格式调整成构造函数形式；将所述调整成构造函数格式后的骰子的图像先进行二值化处理再转化成灰度图像；将所述转化成灰度图像后的骰子的图像先去除噪声再平滑图像；采用多级边缘检测算法算子对所述平滑图像后的骰子的图像进行边缘检测；对所述经边缘检测后的骰子的图像进行形态学处理包括图像膨胀、图像腐蚀；对所述经形态学处理后的骰子的图像进行轮廓检测及绘制轮廓；计算所述绘制的轮廓所包含图像的像素面积；根据所述计算得到的像素面积，获取其到骰子的距离信息。其中，所述人形机器人根据所述获取到的距离信息，运动到距离骰子合适的地点位置，包括：所述人形机器人根据所述获取到的距离信息，确定能抓取到骰子的位置信息，根据所述确定的能抓取到骰子的位置信息确定骰子在所述位置上的像素面积大小，并将所述确定的骰子在所述位置上的像素面积大小设置为像素阈值，在运动过程中只要骰子在当前位置上的像素面积大小没有达到所述像素阈值则继续往前运动，直到运动到骰子在当前位置上的像素面积大小达到所述像素阈值则停下，运动到距离骰子合适的地点位置。其中，所述人形机器人采用绘制方式绘制的仿人体骨胳关节点运动轨迹数据，包括：人形机器人采用体感方式，获取人体的运动过程；根据所述获取到的人体的运行过程数据，提取人体的骨胳关节点模型；根据所述提取到的人体的骨胳关节点模型，采用绘制方式绘制仿人体骨胳关节点运动轨迹数据。其中，所述人形机器人根据所述调取出的仿人体骨胳关节点运动轨迹数据抓取骰子并掷出，包括：人形机器人根据所述调取出的仿人体骨胳关节点运动轨迹数据，模拟抓取骰子和掷出骰子的过程，并根据所述模拟抓取骰子和掷出骰子的过程，抓取骰子并掷出。根据本专利技术的另一个方面，提供一种人形机器人，包括：信息处理系统、控制系统和执行系统；所述信息处理系统，用于获取人形机器人到骰子的距离信息；所述控制系统，用于根据所述获取到的距离信息，运动到距离骰子合适的地点位置；所述执行系统，用于在所述运动到的地点位置调取所存储的采用绘制方式绘制的仿人体骨胳关节点运动轨迹本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于人形机器人的掷骰子方法，其特征在于，包括：人形机器人获取其到骰子的距离信息；根据所述获取到的距离信息，运动到距离骰子合适的地点位置；在所述运动到的地点位置调取所存储的采用绘制方式绘制的仿人体骨胳关节点运动轨迹数据，并根据所述调取出的仿人体骨胳关节点运动轨迹数据抓取骰子并掷出。

【技术特征摘要】
1.一种基于人形机器人的掷骰子方法，其特征在于，包括：人形机器人获取其到骰子的距离信息；根据所述获取到的距离信息，运动到距离骰子合适的地点位置；在所述运动到的地点位置调取所存储的采用绘制方式绘制的仿人体骨胳关节点运动轨迹数据，并根据所述调取出的仿人体骨胳关节点运动轨迹数据抓取骰子并掷出。2.如权利要求1所述的基于人形机器人的掷骰子方法，其特征在于，所述人形机器人获取其到骰子的距离信息，包括：采用摄像头摄像方式，获取骰子的图像；将所述获取到的骰子的图像的格式调整成构造函数形式；将所述调整成构造函数格式后的骰子的图像先进行二值化处理再转化成灰度图像；将所述转化成灰度图像后的骰子的图像先去除噪声再平滑图像；采用多级边缘检测算法算子对所述平滑图像后的骰子的图像进行边缘检测；对所述经边缘检测后的骰子的图像进行形态学处理包括图像膨胀、图像腐蚀；对所述经形态学处理后的骰子的图像进行轮廓检测及绘制轮廓；计算所述绘制的轮廓所包含图像的像素面积；根据所述计算得到的像素面积，获取其到骰子的距离信息。3.如权利要求1或2所述的基于人形机器人的掷骰子方法，其特征在于，所述人形机器人根据所述获取到的距离信息，运动到距离骰子合适的地点位置，包括：所述人形机器人根据所述获取到的距离信息，确定能抓取到骰子的位置信息，根据所述确定的能抓取到骰子的位置信息确定骰子在所述位置上的像素面积大小，并将所述确定的骰子在所述位置上的像素面积大小设置为像素阈值，在运动过程中只要骰子在当前位置上的像素面积大小没有达到所述像素阈值则继续往前运动，直到运动到骰子在当前位置上的像素面积大小达到所述像素阈值则停下，运动到距离骰子合适的地点位置。4.如权利要求3所述的基于人形机器人的掷骰子方法，其特征在于，所述人形机器人采用绘制方式绘制的仿人体骨胳关节点运动轨迹数据，包括：人形机器人采用体感方式，获取人体的运动过程；根据所述获取到的人体的运行过程数据，提取人体的骨胳关节点模型；根据所述提取到的人体的骨胳关节点模型，采用绘制方式绘制仿人体骨胳关节点运动轨迹数据。5.如权利要求4所述的基于人形机器人的掷骰子方法，其特征在于，所述人形机器人根据所述调取出的仿人体骨胳关节点运动轨迹数据抓取骰子并掷出，包括：人形机器人根据所述调取出的仿人体骨胳关节点运动...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄礼鸿，陈铭，
申请(专利权)人：厦门理工学院，
类型：发明
国别省市：福建,35