本发明专利技术涉及一种机器人动作仿真的控制方法及装置，该控制方法包括：A.在Maya中规划机器人的动作，以产生机器人的活动关节在不同时间的姿态数据，所述姿态数据为空间六自由度数据；B.将不同时间的姿态数据转换为不同时间的位移数据，并生成位移与时间关系的曲线；C.根据所述位移与时间关系的曲线控制活动关节的位移。实施本发明专利技术的技术方案，由于将机器人的活动关节在不同时间的姿态数据转换为活动关节在不同时间的位移数据，所以控制机器人动作不再与姿态数据和机械方面有关，而变成了仅与不同时间的位移值有关，进而使得控制方法更加简单。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及自动控制技术，更具体地说，涉及一种机器人动作仿真的控制方法及直O
技术介绍
在主题公园的未来世界项目中有一种大机器人，该大机器人能按要求做出表演动作，再配合其他声光电等特技，给游客一种全新的体验。机器人做出的表演动作是事先在Maya中进行了动作规划，Maya中的机器人模型的动作是一连续的动作动画，而Maya中的机器人模型和实际机器人一致，所以可要求机器人做出符全Maya中的机器人模型的动作。Maya中的动作规划是由专门的Maya动画技术人员制作，它是关于机器人的活动关节的姿态数据。动作的连续变化其实就是姿态数据的连续变化。姿态数据是空间六自由度数据X坐标，Y坐标，Z坐标，X轴旋转，Y轴旋转，Z轴旋转。但是在控制机器人的动作时，如果以六自由度姿态数据作为控制目标，那么控制系统将变得异常复杂，控制不但要解决控制本身的问题，还要花费大量精力用于处理3D空间里的姿势数据。而处理这种姿态数据，还需要知道相关的机械结构和机械尺寸。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述机器人动作仿真控制方法复杂的缺陷，提供一种简单的机器人动作仿真的控制方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种机器人动作仿真的控制方法，包括A.在Maya中规划机器人的动作，以产生机器人的活动关节在不同时间的姿态数据，所述姿态数据为空间六自由度数据；B.将不同时间的姿态数据转换为不同时间的位移数据，并生成位移与时间关系的曲线；C.根据所述位移与时间关系的曲线控制活动关节的位移。在本专利技术所述的机器人动作仿真的控制方法中，在所述步骤B和所述步骤C之间还包括D.对所述位移与时间关系的曲线进行预处理。在本专利技术所述的机器人动作仿真的控制方法中，所述步骤D包括一阶平滑设定一个最大速度值，使处理后的位移与时间关系的曲线的速度低于最大速度值；二阶平滑设定一个最大加速度值，使处理后的位移与时间关系的曲线的加速度低于最大加速度值；三阶平滑设定一个最大加速度变化率，使处理后的位移与时间关系的曲线的加速度连续，且加速度变化率低于最大加速度变化率。在本专利技术所述的机器人动作仿真的控制方法中，所述步骤C包括反馈环节反馈活动关节的位移；控制环节根据所述位移与时间关系的曲线，及活动关节的位移反馈进行比例微分计算，以生成控制量；输出环节将所述控制量转换为电压控制信号，所述电压控制信号通过驱动机构控制活动关节的位移。在本专利技术所述的机器人动作仿真的控制方法中，在所述控制环节前，还包括比例微分的参数整定通过给定一周期变化的正弦曲线对比例微分的参数进行在线整定，所述正弦曲线的幅值对应活动关节的移动行程。在本专利技术所述的机器人动作仿真的控制方法中，所述反馈环节为测量安装在所述驱动机构上的电子尺的电压，并反馈所测量的电压，所测量的电压与所述驱动机构的位移相关。在本专利技术所述的机器人动作仿真的控制方法中，所述反馈环节还包括根据所测量的电压判断驱动机构的位移是否在保护范围内。在本专利技术所述的机器人动作仿真的控制方法中，在所述输出环节中，对所述电压控制信号进行下列至少一种处理加速度约束控制电压控制信号的变化量低于预设值；滤波处理；限位控制电压控制信号在预设范围内；驱动机构末端软保护处理对电压控制信号进行处理使所述驱动机构在行程范围内移动。在本专利技术所述的机器人动作仿真的控制方法中，所述驱动机构包括与所述活动关节对应的电液比例伺服阀和油缸，所述电压控制信号通过电液比例伺服阀控制油缸的伸缩，进而控制活动关节的移动。本专利技术还构造一种机器人动作仿真的控制装置，包括动作规划模块，用于在Maya中规划机器人的动作，以产生机器人的活动关节在不同时间的姿态数据，所述姿态数据为空间六自由度数据；位移曲线生成模块，用于将不同时间的姿态数据转换为不同时间的位移数据，并生成位移与时间关系的曲线；控制模块，用于根据所述位移与时间关系的曲线控制活动关节的位移。实施本专利技术的技术方案，由于将机器人的活动关节在不同时间的姿态数据转换为活动关节在不同时间的位移数据，所以控制机器人动作不再与姿态数据和机械方面有关， 而变成了仅与不同时间的位移值有关，进而使得控制方法更加简单。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中图IA是本专利技术实施例一机器人动作仿真的控制方法的流程图；图IB是本专利技术实施例一机器人动作仿真的控制装置的逻辑框图；图2A是本专利技术实施例三机器人动作仿真的控制方法的流程图2B是本专利技术实施例三机器人动作仿真的控制装置的逻辑框图；图3是本专利技术实施例二机器人动作仿真的控制装置中的控制模块的逻辑框图；图4A是本专利技术实施例四机器人动作仿真的控制方法中反馈环节的流程图；图4B是本专利技术实施例四机器人动作仿真的控制方法中控制环节的流程图；图4C是本专利技术实施例四机器人动作仿真的控制方法中输出环节的流程图。具体实施例方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术， 并不用于限定本专利技术。如图IA所示，在本专利技术的机器人动作仿真的控制方法实施例一的流程图中，该控制方法包括S100.在Maya中规划机器人的动作，以产生机器人的活动关节在不同时间的姿态数据，所述姿态数据为空间六自由度数据；S300.将不同时间的姿态数据转换为不同时间的位移数据，并生成位移与时间关系的曲线；S500.根据所述位移与时间关系的曲线控制活动关节的位移。如图IB所示，在本专利技术机器人动作仿真的控制装置实施例一的逻辑框图中，该控制装置包括依次相连的动作规划模块100、位移曲线生成模块300和控制模块500。其中， 动作规划模块100用于在Maya中规划机器人的动作，以产生机器人的活动关节在不同时间的姿态数据，所述姿态数据为空间六自由度数据；位移曲线生成模块300用于将不同时间的姿态数据转换为不同时间的位移数据，并生成位移与时间关系的曲线；控制模块500用于根据所述位移与时间关系的曲线控制活动关节的位移。实施本专利技术实施例一的技术方案，由于将机器人的活动关节在不同时间的姿态数据转换为活动关节在不同时间的位移数据，所以控制机器人动作不再与姿态数据和机械方面有关，而变成了仅与不同时间的位移值有关，进而使得控制方法更加简单。如图2A所示，在本专利技术实施例二机器人动作仿真的控制方法的流程图中，该控制方法包括步骤SlOO 步骤S500。其中，步骤S100、步骤S300和步骤S500与施例一的机器人动作仿真的控制方法的步骤S100、步骤S300和步骤S500相同，在此不做赘述，以下仅说明不同的部分，在步骤S300和步骤S500之间还包括步骤S400.对所述位移与时间关系的曲线进行预处理。与图2A相应地，图2B是本专利技术实施例二机器人动作仿真的控制装置的逻辑框图， 该控制装置包括依次相连的动作规划模块100、位移曲线生成模块300、位移曲线预处理模块400和控制模块500。其中，动作规划模块100、位移曲线生成模块300和控制模块500 与施例一的机器人动作仿真的控制装置的动作规划模块100、位移曲线生成模块300和控制模块500相同，在此不做赘述，以下仅说明位移曲线预处理模块400。位移曲线预处理模块400用于对所述位移与时间关系的曲线进行本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种机器人动作仿真的控制方法，其特征在于，包括：Ａ．在Ｍａｙａ中规划机器人的动作，以产生机器人的活动关节在不同时间的姿态数据，所述姿态数据为空间六自由度数据；Ｂ．将不同时间的姿态数据转换为不同时间的位移数据，并生成位移与时间关系的曲线；Ｃ．根据所述位移与时间关系的曲线控制活动关节的位移。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李明，戎志刚，刘道强，徐海波，
申请(专利权)人：深圳华强游戏软件有限公司，
类型：发明
国别省市：94
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