CN106313052B - 机器人编程控制方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及机器人控制领域，具体提供了一种机器人编程控制方法及装置。本发明提供的机器人编程控制方法包括录制过程和执行过程；录制过程包括获取与开始录制指令中的传感器编号对应的指令集，记录动作指令对应的动作的持续时间，将与动作指令对应的程序和持续时间按接收动作指令的先后顺序存入指令集；执行过程包括：检测传感器的使能端口和信号端口，若传感器使能且触发，获取与传感器的传感器编号对应的指令集，通过动作执行单元顺序执行指令集中的每条程序。本发明提供的机器人编程控制方法及装置，简化了用户对可编程机器人的程序编写方式，操作者无需具备编程能力，能够满足不同用户的不同需求，具有更强的通用性。

Description

机器人编程控制方法及装置
技术领域
本发明涉机器人控制领域，具体涉及一种机器人编程控制方法及装置。
背景技术
随着科学技术的发展，机器人应用越来越贴近人们的日常生活，而且机器人的技术日新月异，在现代工业和日常生活发挥越来越大的作用，从汽车的生产线到家用的机器人玩具，机器人的应用领域正在不断的扩大，机器人的用户也从专业的操作人员、机器人爱好者普及到普通的使用者，机器人技术的发展已经代表着一个国家的高科技发展水平，随着机器人的普及，机器人的教育正成为越来越重要的问题。
机器人技术是一门综合了机械工程，电子工程，传感器应用，信息技术，数学，物理等多种学科的技术，其控制程序需要由专业技术人员进行编写，但对于中小学生来说是机器人编程的软件复杂，使用不易学会，甚至有的要用到专业的编程语言对普通使用者及中小学生来说很难理解。而且目前很多教学机器人都应用于特定领域，完成特定的功能，不具有通用性。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供的机器人编程控制方法及装置，大大简化了用户对可编程机器人的程序编写方式，操作者无需具备编程能力，能够满足不同用户的不同需求，具有更强的通用性。
第一方面，本发明提供的一种机器人编程控制方法，包括：录制过程和执行过程；所述录制过程包括：接收控制单元发送的开始录制指令，将录制标识置1，获取与所述开始录制指令中的传感器编号对应的指令集；接收控制单元发送的动作指令，记录所述动作指令对应的动作的持续时间，将与所述动作指令对应的程序和所述持续时间按接收动作指令的先后顺序存入所述指令集；若接收到控制单元发送的停止录制指令，则将录制标识置0；所述执行过程包括：检测传感器的使能端口和信号端口，根据所述信号端口的信号判断传感器的触发情况，若所述传感器使能且触发，获取与所述传感器的传感器编号对应的指令集，通过动作执行单元顺序执行所述指令集中的每条程序，其中，每条程序的执行时间与所述动作指令对应的持续时间一致。
优选地，所述录制过程中，接收控制单元发送的开始录制指令后还包括；判断所述指令集是否为空指令集，若不为空指令集，则清空所述指令集。
优选地，还包括传感器配置过程，所述传感器配置过程包括：配置传感器的使能端口。
优选地，所述传感器配置过程还包括：根据所述控制单元的配置指令配置传感器的使能端口。
优选地，还包括播放过程，所述播放过程包括：接收所述控制单元发送的播放指令，获取与所述播放指令中的传感器编号对应的指令集；通过所述动作执行单元顺序执行所述指令集中的每条程序，其中，每条程序的执行时间由与所述动作指令对应的持续时间一致。
第二方面，本发明提供的一种机器人编程控制装置，包括：录制模块和执行模块；所述录制模块用于：接收控制单元发送的开始录制指令，将录制标识置1，获取与所述开始录制指令中的传感器编号对应的指令集；接收控制单元发送的动作指令，记录所述动作指令对应的动作的持续时间，将与所述动作指令对应的程序和所述持续时间按接收动作指令的先后顺序存入所述指令集；若接收到控制单元发送的停止录制指令，则将录制标识置0；所述执行模块包括：检测传感器的使能端口和信号端口，根据所述信号端口的信号判断传感器的触发情况，若所述传感器使能且触发，获取与所述传感器的传感器编号对应的指令集，通过动作执行单元顺序执行所述指令集中的每条程序，其中，每条程序的执行时间与所述动作指令对应的持续时间一致。
优选地，所述录制模块具体用于：接收控制单元发送的开始录制指令，将录制标识置1；判断所述指令集是否为空指令集，若不为空指令集，则清空所述指令集；接收控制单元发送的动作指令，记录所述动作指令对应的动作的持续时间，将与所述动作指令对应的程序和所述持续时间按接收动作指令的先后顺序存入所述指令集；若接收到控制单元发送的停止录制指令，则将录制标识置0。
优选地，还包括传感器配置模块用于配置传感器的使能端口。
优选地，所述传感器配置模块具体用于根据所述控制单元的配置指令配置传感器的使能端口。
优选地，还包括播放模块，所述播放模块用于：接收所述控制单元发送的播放指令，获取与所述播放指令中的传感器编号对应的指令集；通过所述动作执行单元顺序执行所述指令集中的每条程序，其中，每条程序的执行时间由与所述动作指令对应的持续时间一致。
附图说明
图1为本发明实施例提供的机器人编程控制方法的录制过程的流程图；
图2为本发明实施例提供的机器人编程控制方法的执行过程的流程图；
图3为本发明实施例提供的机器人编程控制方法的流程图；
图4为在执行过程中的传感器使能判断的流程图；
图5为具体录制过程的流程图；
图6为具体执行过程的流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
本发明实施例提供的机器人编程控制方法及装置适用的可编程机器人包括：控制单元、传感器、动作执行单元、处理器。控制单元、传感器、动作执行单元均与处理器连接。
控制单元包括动作录制装置、动作控制装置、动作播放装置。用户通过动作录制装置设置机器人处于录制或停止录制的状态。动作控制装置用于驱动动作执行单元是机器人完成一系列的动作，动作执行单元包括电机、语音设备、灯光设备等。用户通过动作播放装置操作机器人执行经由动作录制装置录制的指令集。
动作录制装置包含若干个录制按钮，每一个录制按钮对应一个传感器输入端口。每一个录制按钮第一次按下时，处理器内部程序进入录制动作的状态，此时，用户对动作控制装置的任何操作都会被处理器记录下来。再次按下录制按钮时，处理器停止录制动作，并将已录制的包含动作序列程序的指令集暂存到处理器的存储器中，供相应传感器端口在接收到传感器信号时，自动执行储存在储存器中的动作。
动作控制装置包含若干个动作按钮，每一个动作按钮对应于动作执行单元的一个电机、语音设备或灯光设备。用户对动作按钮的操作经处理器处理后成为驱动动作执行单元所需的信号，使动作执行单元运行相应的动作。
动作播放装置包含若干个播放按钮，这些按钮与录制按钮一一对应，供用户操作动作执行单元运行已由相应录制按钮录制的指令集。用户按下播放按钮后，处理器从存储器中调取相应的指令集，并控制动作执行单元完成与指令集中的动作序列程序对应的动作。
处理器装载有相关程序，用于接收控制单元的控制信号，采集传感器的输出信号，控制动作执行单元完成一系列动作。
传感器的接口包括4个端口，其中，正、负极端口用于给传感器供电；信号端口用于输出传感器检测到的信号；使能端口用于选择传感器是否处于工作状态，可以根据实际环境控制选择是否使能该传感器，使能端口可以通过开关进行控制，也可以通过处理器内部设置的程序进行动态配置，以适应不同环境的需求。
本发明实施例提供的一种机器人编程控制方法，包括：录制过程和执行过程；
录制过程如图1所示，包括：
步骤S11，接收控制单元发送的开始录制指令，将录制标识置1，获取与开始录制指令中的传感器编号对应的指令集；
步骤S12，接收控制单元发送的动作指令，记录动作指令对应的动作的持续时间，将与动作指令对应的程序和持续时间按接收动作指令的先后顺序存入指令集；
步骤S13，若接收到控制单元发送的停止录制指令，则将录制标识置0；
其中，录制标识用于标识是否处于录制中。当录制标识为1时，表示录制进行中；当录制标识为0时，表示录制结束。录制标识的状态与录制状态间的对应关系是人为设定的，此处只是为了描述方便对其进行了限定，实际可以采用其它表示方式。
其中，传感器与指令集一一对应，即一个传感器对应一个指令集。
其中，针对每个动作指令都预先编写了相应的程序，根据接收到的动作指令查找到对应的程序，存入指令集即可。
执行过程如图2所示，包括：
步骤S21，检测传感器的使能端口和信号端口；
步骤S22，根据信号端口的信号判断传感器的触发情况，若传感器使能且触发，获取与传感器的传感器编号对应的指令集；
步骤S23，通过动作执行单元顺序执行指令集中的每条程序，其中，每条程序的执行时间与动作指令对应的持续时间一致。
其中，传感器使能是指传感器处于工作状态。传感器触发是指传感器的信号端口采集到的信号满足程序中预设的条件，如：光照传感器采集到光强达到一定强度，声音传感器检测到预设的语音指令等。
其中，执行过程结束的条件包括指令集中的程序全部执行完毕。为适应不同的情况，还可以对多个传感器设置优先级别，在执行过程中，若检测到优先级别更高的传感器使能且触发的信号，结束当前的执行过程，开始级别更高的传感器的执行过程。
其中，录制过程中，步骤S1和步骤S2之间还包括；判断指令集是否为空指令集，若不为空指令集，则清空指令集。录制前需要对之前录制的指令集进行清空。
其中，各种控制指令可以由高低电平表示，比如设定高电平为开始录制指令、低电平为停止录制指令。控制指令也可以是预先设定的指令编码。
机器人编程控制方法对应的程序运行的流程如图3所示，录制过程的程序运行的流程如图5所示，执行过程的程序运行的流程如图6所示。
本发明实施例提供的机器人编程控制方法还包括传感器配置过程，传感器配置过程包括配置传感器的使能端口。进一步地，传感器配置过程包括根据控制单元的配置指令配置传感器的使能端口。控制单元设有配置传感器使能端口的按钮，通过按钮快捷地选择传感器的使能状态。也可以在处理器内部设置条件程序，当检测到某个参数满足条件时打开或关闭相应传感器的使能端口，如，在嘈杂的环境中禁止使用声音传感器，避免环境干扰机器人的正常作业。图4为在执行过程中的传感器使能判断的流程图。
本发明实施例提供的机器人编程控制方法还包括播放过程，播放过程包括：接收控制单元发送的播放指令，获取与播放指令中的传感器编号对应的指令集；通过动作执行单元顺序执行指令集中的每条程序，其中，每条程序的执行时间由与动作指令对应的持续时间一致。
本发明实施例提供的机器人编程控制方法，预先编写好基本动作单元的程序，如“前进”、“后退”、“左转”、“右转”等，这些基本的动作单元任意的组合即可构成复杂的动作，用户在动作录制过程中，处理器根据接收到的动作指令调用相应的程序，即可完成复杂动作的录制，简化了用户对可编程机器人的程序编写方式，大大降低了编程耗费的时间。用户通过按钮控制即可完成复杂动作的程序编写，操作者无需具备编程能力，适合于各种年龄阶段的用户。用户可以根据自身需求对机器人进行动作程序的录制，能够满足不同用户的不同需求，与一般可编程机器人相比具有更强的通用性。另外，为传感器增加了使能端口，使得传感器能够更好地应对环境干扰。本发明实施例提供的方法装载在处理器中，以实现对机器人的可编程控制。
基于与上述机器人编程控制方法相同的发明构思，本发明实施例提供的机器人编程控制装置包括：录制模块和执行模块；录制模块用于：接收控制单元发送的开始录制指令，将录制标识置1，获取与开始录制指令中的传感器编号对应的指令集；接收控制单元发送的动作指令，记录动作指令对应的动作的持续时间，将与动作指令对应的程序和持续时间按接收动作指令的先后顺序存入指令集；若接收到控制单元发送的停止录制指令，则将录制标识置0；执行模块包括：检测传感器的使能端口和信号端口，根据信号端口的信号判断传感器的触发情况，若传感器使能且触发，获取与传感器的传感器编号对应的指令集，通过动作执行单元顺序执行指令集中的每条程序，其中，每条程序的执行时间与动作指令对应的持续时间一致。
进一步地，录制模块具体用于：接收控制单元发送的开始录制指令，将录制标识置1；判断指令集是否为空指令集，若不为空指令集，则清空指令集；接收控制单元发送的动作指令，记录动作指令对应的动作的持续时间，将与动作指令对应的程序和持续时间按接收动作指令的先后顺序存入指令集；若接收到控制单元发送的停止录制指令，则将录制标识置0。
进一步地，还包括传感器配置模块用于配置传感器的使能端口。
进一步地，传感器配置模块具体用于根据控制单元的配置指令配置传感器的使能端口。
进一步地，还包括播放模块，播放模块用于：接收控制单元发送的播放指令，获取与播放指令中的传感器编号对应的指令集；通过动作执行单元顺序执行指令集中的每条程序，其中，每条程序的执行时间由与动作指令对应的持续时间一致。
本发明实施例提供的机器人编程控制方法及装置可应用于电子设备领域，另外在机器人、教育仪器、模型、玩具、汽车、航天探测、军事、工业、考古勘探等领域同样具有较高的实用价值。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种机器人编程控制方法，其特征在于，适用于以下的可编程机器人：包括控制单元、传感器、动作执行单元和处理器；控制单元、传感器、动作执行单元均与处理器连接；
控制单元包括动作录制装置和动作控制装置； 动作录制装置包含若干个录制按钮，每一个录制按钮对应一个传感器输入端口；动作控制装置用于驱动动作执行单元；
该方法包括：录制过程和执行过程；
所述录制过程包括：
接收控制单元发送的开始录制指令，将录制标识置1，获取与所述开始录制指令中的传感器编号对应的指令集；
接收控制单元发送的动作指令，记录所述动作指令对应的动作的持续时间，将与所述动作指令对应的程序和所述持续时间按接收动作指令的先后顺序存入所述指令集；
若接收到控制单元发送的停止录制指令，则将录制标识置0；
所述执行过程包括：
检测传感器的使能端口和信号端口，根据所述信号端口的信号判断传感器的触发情况，若所述传感器使能且触发，获取与所述传感器的传感器编号对应的指令集，通过动作执行单元顺序执行所述指令集中的每条程序，其中，每条程序的执行时间与所述动作指令对应的持续时间一致。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述录制过程中，接收控制单元发送的开始录制指令后还包括；判断所述指令集是否为空指令集，若不为空指令集，则清空所述指令集。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括传感器配置过程，所述传感器配置过程包括：配置传感器的使能端口。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述传感器配置过程还包括：根据所述控制单元的配置指令配置传感器的使能端口。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括播放过程，所述播放过程包括：接收所述控制单元发送的播放指令，获取与所述播放指令中的传感器编号对应的指令集；通过所述动作执行单元顺序执行所述指令集中的每条程序，其中，每条程序的执行时间由与所述动作指令对应的持续时间一致。
6.一种机器人编程控制装置，其特征在于，适用于以下的可编程机器人：包括控制单元、传感器、动作执行单元和处理器；控制单元、传感器、动作执行单元均与处理器连接；
控制单元包括动作录制装置和动作控制装置； 动作录制装置包含若干个录制按钮，每一个录制按钮对应一个传感器输入端口；动作控制装置用于驱动动作执行单元；
该装置包括：录制模块和执行模块；
所述录制模块用于：接收控制单元发送的开始录制指令，将录制标识置1，获取与所述开始录制指令中的传感器编号对应的指令集；接收控制单元发送的动作指令，记录所述动作指令对应的动作的持续时间，将与所述动作指令对应的程序和所述持续时间按接收动作指令的先后顺序存入所述指令集；若接收到控制单元发送的停止录制指令，则将录制标识置0；
所述执行模块包括：检测传感器的使能端口和信号端口，根据所述信号端口的信号判断传感器的触发情况，若所述传感器使能且触发，获取与所述传感器的传感器编号对应的指令集，通过动作执行单元顺序执行所述指令集中的每条程序，其中，每条程序的执行时间与所述动作指令对应的持续时间一致。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述录制模块具体用于：接收控制单元发送的开始录制指令，将录制标识置1；判断所述指令集是否为空指令集，若不为空指令集，则清空所述指令集；接收控制单元发送的动作指令，记录所述动作指令对应的动作的持续时间，将与所述动作指令对应的程序和所述持续时间按接收动作指令的先后顺序存入所述指令集；若接收到控制单元发送的停止录制指令，则将录制标识置0。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括传感器配置模块用于配置传感器的使能端口。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述传感器配置模块具体用于根据所述控制单元的配置指令配置传感器的使能端口。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括播放模块，所述播放模块用于：接收所述控制单元发送的播放指令，获取与所述播放指令中的传感器编号对应的指令集；通过所述动作执行单元顺序执行所述指令集中的每条程序，其中，每条程序的执行时间由与所述动作指令对应的持续时间一致。
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