一种通过AR技术集成的工业机器人玩具编程系统技术方案

本实用新型专利技术涉及AR技术的互动编程领域，具体是一种通过AR技术集成的工业机器人玩具编程系统，包括通过积木搭建的机器人的机械臂，包括：单片机控制器，与机械臂有线连接，用于驱动机器人各个轴角实现对其各个关节的控制；终端体验设备，与单片机控制器通过无线通讯连接，得到真实的机器人的轴角信息实现对于机器人的定位，从而实现了虚拟机器人与真实机器人的同步画面映射，与现有技术相比，采用AR互动方式实现，即采用较少的积木硬件与电子控制器，通过手机AR互动虚拟出各类的附属互动积木，达到真实的积木玩具工业机器人与虚拟在同一个场景之中，能够实现更多更丰富的游戏和编程效果，成本更低，效果更好。效果更好。效果更好。

【技术实现步骤摘要】
一种通过AR技术集成的工业机器人玩具编程系统


[0001]本技术涉及AR技术的互动编程领域，具体是一种通过AR技术集成的工业机器人玩具编程系统。

技术介绍

[0002]传统的可编程玩具如乐高编程积木，大多是基于各种执行塑料件和电子传动器件构成，通过单片机控制完成各种动作和互动的组合，传统的方式成本高、且互动性差。

技术实现思路

[0003]为了解决上述问题，本技术提出一种通过AR技术集成的工业机器人玩具编程系统。
[0004]一种通过AR技术集成的工业机器人玩具编程系统，包括通过积木搭建的机器人的机械臂，包括：
[0005]单片机控制器，与机械臂有线连接，用于驱动机器人各个轴角实现对其各个关节的控制；
[0006]终端体验设备，与单片机控制器通过无线通讯连接，得到真实的机器人的轴角信息实现对于机器人的定位，从而实现了虚拟机器人与真实机器人的同步画面映射。
[0007]所述的终端体验设备包括无线终端、设置在无线终端上用于获取实体机器人状态的摄像头、将实体机器人的状态与虚拟机器人同步实现在虚拟世界的同步的AR地图、通过无线通讯发送机械臂状态获得实体的轴角信息的AR软件。
[0008]所述的无线终端包括手机、电脑类。
[0009]通过手动组装各个积木马达，以图形化编程完成对玩具机械臂的真实控制，打开手机通过手机的摄像头和AR软件，实现以真实的玩具机械臂对虚拟化的场景虚实互动仿真控制。
[0010]所述的虚拟化的场景包括传输带、码垛块类。
[0011]所述的单片机控制器控制多个伺服电机完成对机械臂的轴角控制，所述的单片机控制器上集成了无线蓝牙/wifi通讯，通过无线通讯将机械臂状态发送至AR软件上，能够将实体的轴角信息与虚拟化的机器人1:1同步。
[0012]所述的摄像头对AR地图进行摄像实现定位，通过将实体机器人的状态与虚拟机器人同步实现在虚拟世界的同步，手机实现的AR虚拟化的模型能够根据虚拟机器人的末端执行情况进行同步，从而实现虚拟的模型能够被真实的机器人抓取的体验效果。
[0013]所述的AR软件能够同时接入多个机器人控制器的无线信号，即在AR地图之上放置多个机器人，以多个虚拟机器人与实体机器人同步，能够实现多人互动编程的体验效果。
[0014]本技术的有益效果是：与现有技术相比，采用AR互动方式实现，即采用较少的积木硬件与电子控制器，通过手机AR互动虚拟出各类的附属互动积木，达到真实的积木玩具工业机器人与虚拟在同一个场景之中，能够实现更多更丰富的游戏和编程效果，成本更
低，效果更好。
附图说明
[0015]下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。
[0016]图1为本技术的系统结构示意图；
[0017]图2为本技术的系统使用原理结构示意图；
[0018]图3为本技术的系统现场布置结构示意图；
[0019]图4为本技术的系统AR地图定位结构示意图。
具体实施方式
[0020]为了使本技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本技术进一步阐述。
[0021]如图1至图4所示，一种通过AR技术集成的工业机器人玩具编程系统，包括通过积木搭建的机器人的机械臂，包括：
[0022]单片机控制器，与机械臂有线连接，用于驱动机器人各个轴角实现对其各个关节的控制；
[0023]终端体验设备，与单片机控制器通过无线通讯连接，得到真实的机器人的轴角信息实现对于机器人的定位，从而实现了虚拟机器人与真实机器人的同步画面映射。
[0024]与现有技术相比，采用AR互动方式实现，即采用较少的积木硬件与电子控制器，通过手机AR互动虚拟出各类的附属互动积木，达到真实的积木玩具工业机器人与虚拟在同一个场景之中，能够实现更多更丰富的游戏和编程效果，成本更低，效果更好。
[0025]如图2所示，采用单片机控制器，如STM32类芯片驱动电机驱动器，通过脉冲占空比或总线信号驱动电机驱动器，实现对每个电机的轴角控制，单片机控制器以SPI或串口信号连接至WIFI/蓝牙模块，将真实的机器人轴角信息、DO信号、DI信号以数组协议发出至无线通讯，最终达到与手机端AR软件的通讯。
[0026]当手机的AR软件接收到数组通讯协议之后，通过解析，将信号分为机械臂的轴角、虚拟DO、以及虚拟DI，能够将真实的机器人的轴角给与软件中的虚拟化机器人，从而能够实现虚拟化机器人与真实的机器人1:1的姿态，同时，虚拟化的机器人可以将虚拟场景中的反馈DI信号发出，直至传输至单片机控制器，通过编程控制逻辑，让机器人根据虚拟传感器DI信号做出不一样的执行动作。
[0027]如图3所示，当获得了真实的机器人的姿态，映射到1:1的虚拟机器人时候，该系统中的AR软件，可构建以上虚拟世界的场景，即通过单片机控制器控制DO信号输出，可让虚拟传输带转动，带动虚拟耗材向前运动，当虚拟耗材接触到虚拟光电传感器之后，虚拟光电传感器反馈信号至DI，由单片机控制器判断到DI信号到达，从而控制机器人完成一个抓取动作，以上过程即完成了实体机器人到虚拟机器人的1:1的映射的场景应用控制。
[0028]所述的终端体验设备包括无线终端、设置在无线终端上用于获取实体机器人状态的摄像头、将实体机器人的状态与虚拟机器人同步实现在虚拟世界的同步的AR地图、通过无线通讯发送机械臂状态获得实体的轴角信息的AR软件。
[0029]所述的无线终端包括手机、电脑类。
[0030]通过手动组装各个积木马达，以图形化编程完成对玩具机械臂的真实控制，打开手机通过手机的摄像头和AR软件，实现以真实的玩具机械臂对虚拟化的场景虚实互动仿真控制。
[0031]所述的虚拟化的场景包括传输带、码垛块类。
[0032]所述的单片机控制器控制多个伺服电机完成对机械臂的轴角控制，所述的单片机控制器上集成了无线蓝牙/wifi通讯，通过无线通讯将机械臂状态发送至AR软件上，能够将实体的轴角信息与虚拟化的机器人1:1同步。
[0033]所述的摄像头对AR地图进行摄像实现定位，通过将实体机器人的状态与虚拟机器人同步实现在虚拟世界的同步，手机实现的AR虚拟化的模型能够根据虚拟机器人的末端执行情况进行同步，从而实现虚拟的模型能够被真实的机器人抓取的体验效果。
[0034]所述的AR软件能够同时接入多个机器人控制器的无线信号，即在AR地图之上放置多个机器人，以多个虚拟机器人与实体机器人同步，能够实现多人互动编程的体验效果。
[0035]如图1所示，由单片机控制器驱动机器人各个轴角实现对其各个关节的控制，单片机控制器连接无线通讯模块，通过无线模块进行各个关节轴角信号的转发，由手机的AR软件接收无线信号，在AR软件之中得到真实的机器人的轴角信息，通过AR地图实现对于机器人的定位，从而实现了虚拟机器人与真实机器人的1:1的同步画面映射。
[0036]如图4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通过AR技术集成的工业机器人玩具编程系统，包括通过积木搭建的机器人的机械臂，其特征在于：还包括：单片机控制器，与机械臂有线连接，用于驱动机器人各个轴角实现对其各个关节的控制；终端体验设备，与单片机控制器通过无线通讯连接，得到真实的机器人的轴角信息实现对于机器人的定位，从而实现了虚拟机器人与真实机器人的同步画面映射。2.根据权利要求1所述的一种通过AR技术集成的工业机器人玩具编程系统，其特征在于：所述的终端体验设备包括无线终端、设置在无线终端上用于获取实体机器人状态的摄像头、将实体机器人的状态与虚拟机器人同步实现在虚拟世界的同步的AR地图、通过无线通讯发送机械臂状态获得实体的轴角信息的AR软件。3.根据权利要求2所述的一种通过AR技术集成的工业机器人玩具编程系统，其特征在于：所述的无线终端包括手机、电脑类。4.根据权利要求3所述的一种通过AR技术集成的工业机器人玩具编程系统，其特征在于：通过手动组装各个积木马达，以图形化编程完成对玩具机械臂的真实控制，打开手机通过手机的摄像头和AR软件，实现以真实的玩具机械臂对虚拟化的场景虚实互动仿真控...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝旭耀，
申请(专利权)人：安徽佐标智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：