CN106484350B - 基于机械臂机械运动机制的图形成像控制方法 - Google Patents

基于机械臂机械运动机制的图形成像控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106484350B
CN106484350B CN201610863862.6A CN201610863862A CN106484350B CN 106484350 B CN106484350 B CN 106484350B CN 201610863862 A CN201610863862 A CN 201610863862A CN 106484350 B CN106484350 B CN 106484350B
Authority
CN
China
Prior art keywords
robot
real
movement
screen
time
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610863862.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106484350A (zh
Inventor
孟浩
陈济林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Great World Robot Technology Co Ltd
Original Assignee
Shanghai Great World Robot Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Great World Robot Technology Co Ltd filed Critical Shanghai Great World Robot Technology Co Ltd
Priority to CN201610863862.6A priority Critical patent/CN106484350B/zh
Publication of CN106484350A publication Critical patent/CN106484350A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106484350B publication Critical patent/CN106484350B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/14—Digital output to display device ; Cooperation and interconnection of the display device with other functional units
    • G06F3/1407—General aspects irrespective of display type, e.g. determination of decimal point position, display with fixed or driving decimal point, suppression of non-significant zeros
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/0084—Programme-controlled manipulators comprising a plurality of manipulators
    • B25J9/0087—Dual arms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1615—Programme controls characterised by special kind of manipulator, e.g. planar, scara, gantry, cantilever, space, closed chain, passive/active joints and tendon driven manipulators
    • B25J9/1623—Parallel manipulator, Stewart platform, links are attached to a common base and to a common platform, plate which is moved parallel to the base
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1656—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1679—Programme controls characterised by the tasks executed
    • B25J9/1682—Dual arm manipulator; Coordination of several manipulators
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/14—Digital output to display device ; Cooperation and interconnection of the display device with other functional units
    • G06F3/147—Digital output to display device ; Cooperation and interconnection of the display device with other functional units using display panels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Toys (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于机械臂机械运动机制的图形成像控制方法，包括下列步骤：（1）将主、从机器人的控制机柜通过网线并联，实现主、从机器人之间的动作耦合；（2）将机器人的实时空间坐标数据传送给电脑工作站；（3）电脑工作站将实时空间坐标数据转化为动态图像的运动驱动；（4）电脑将网页动态图像传送到固定在机器人上的IPS显示屏幕上；（5）主、从机器人通过机械臂施教器编程同步带动屏幕运动，并实现实时驱动屏幕中图形的运动。本发明建立了机器人运动路径与视频内容的实时通讯机制，使视频中的二维或是三维图像，以及视频的声音与机器人在空间中的运动相关联，实现视频内容能够跟随机器人以及屏幕的运动而进行相关联的运动。

Description

基于机械臂机械运动机制的图形成像控制方法
技术领域
本发明涉及影音视频图像技术领域，具体是一种通过机械臂运动机制2D/3D图形实时成像的控制技术。
背景技术
机器人技术与屏幕的结合赋予了视频更灵活更丰富的呈现方式，屏幕通过机器人的机械运动可以实现空间上的位移与旋转，并与参与者或者观众形成某种互动，从而增强视频内容的表现力和渲染力。目前机械臂与屏幕技术的结合开始逐渐运用在舞台呈现，广告创意，传媒互动等领域。然而机械臂往往仅是用作于屏幕抬举、运动以及旋转的机械装置，而缺乏与视频中内容的有效互动，观看者也难以通过交互技术与机械臂以及视频呈现的内容进行交流与互动。
发明内容
本发明的目的在于提供一种建立机器人运动路径与视频内容的实时通讯机制，使视频中的二维或是三维图像，以及视频的声音与机器人在空间中的运动相关联，实现视频内容能够跟随机器人以及屏幕的运动而进行相关联运动的基于机械臂机械运动机制的图形成像控制方法。
本发明的技术解决方案是：
一种基于机械臂机械运动机制的图形成像控制方法，其特征是：包括下列步骤：（1）将主、从机器人的控制机柜通过网线并联，实现主、从机器人之间的动作耦合；（2）将机器人的实时空间坐标数据传送给电脑工作站；（3）电脑工作站将实时空间坐标数据转化为动态图像的运动驱动；（4）电脑将网页动态图像传送到固定在机器人上的IPS显示屏幕上；（5）主、从机器人通过机械臂施教器编程同步带动屏幕运动，并实现实时驱动屏幕中图形的运动。
步骤（2）中，机器人将实时时间坐标的三维向量信息以X，Y，Z和A，B，C 6组数值通过以太网以XML数据协议从人机交互界面不断传送给电脑工作站，其中XYZ表示为机器人工具坐标中心距离时间坐标原点在三个维度上的位移，而A,B,C则是该坐标的向量分别相对于X,Y,Z轴旋转的角度，这六组数值组成的矩阵通过算法编程实时控制屏幕中图像因素在空间运动中的位移大小，速度与转动方式，以及与相机的相对位置变换。
步骤（3）中，电脑工作站使用WebGl工具将机器人实时坐标数据通过JavaScript语言转化为动态图像的运动驱动。
步骤（4）中，电脑将网页动态图像通过MiniDP转 HDMI数据线传送到机器人法兰盘末端固定的IPS显示屏幕上。
步骤（5）的具体方法是：将编写好的机械臂控制程序分别输入两台机械臂中，运行程序，主、从机械臂承载IPS屏幕到达工作位置，控制程序发出指令通过机械运动信号输出驱动机械臂运动，电脑工作站服务器开始实时读取机械臂施教器上的空间坐标数据，JavaScript将空间坐标数据实时生成动态图像并显示在WebGL的动态网页上，动态网页图像通过MiniDP转HDMI数据线传送到IPS显示屏幕上并实时进行更新。
本发明建立了机器人运动路径与视频内容的实时通讯机制，使视频中的二维或是三维图像，以及视频的声音与机器人在空间中的运动相关联，实现视频内容能够跟随机器人以及屏幕的运动而进行相关联的运动，比如加速移动，旋转，静止以及放大与缩小。这种关联是建立在机械臂，屏幕与视频像素间的实时关联的数学机制之上的，因此具有普适性，也可以拓展于机械装置在虚拟现实的图像增强方面的技术应用。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明一个实施例的系统构成示意图。
1为机器人控制机柜；2为机械臂施教器界面；3为电脑工作站；4为主机械臂及相应控制屏幕；5为从机械盘及相应控制屏幕。
具体实施方式
如图1所示，系统由两台机械臂，两台机器人控制机柜，一台机器人施教器，两台IPS显示屏幕以及一台电脑工作站组成。IPS显示屏幕通过螺栓固定在机械臂末端法兰盘上，两台机器人控制机柜通过数据线实现并联，每台控制机柜分别通过网线接入电脑工作站的公共以太网，电脑中的图形生成的动态网页平台通过MiniDP转 HDMI数据线接入机械臂控制的IPS显示屏中。
一种基于机械臂机械运动机制的图形成像控制方法，包括下列步骤：（1）将主、从机器人的控制机柜通过网线并联，实现主、从机器人之间的动作耦合；（2）将机器人的实时空间坐标数据传送给电脑工作站；（3）电脑工作站将实时空间坐标数据转化为动态图像的运动驱动；（4）电脑将网页动态图像传送到固定在机器人上的IPS显示屏幕上；（5）主、从机器人通过机械臂施教器编程同步带动屏幕运动，并实现实时驱动屏幕中图形的运动。
步骤（2）中，机器人将实时时间坐标的三维向量信息以X，Y，Z和A，B，C 6组数值通过以太网以XML数据协议从人机交互界面不断传送给电脑工作站，其中XYZ表示为机器人工具坐标中心距离时间坐标原点在三个维度上的位移，而A,B,C则是该坐标的向量分别相对于X,Y,Z轴旋转的角度，这六组数值组成的矩阵通过算法编程实时控制屏幕中图像因素在空间运动中的位移大小，速度与转动方式，以及与相机的相对位置变换。
步骤（3）中，电脑工作站使用WebGl工具将机器人实时坐标数据通过JavaScript语言转化为动态图像的运动驱动。
步骤（4）中，电脑将网页动态图像通过MiniDP转 HDMI数据线传送到机器人法兰盘末端固定的IPS显示屏幕上。
步骤（5）的具体方法是：将编写好的机械臂控制程序分别输入两台机械臂中，运行程序，主、从机械臂承载IPS屏幕到达工作位置，控制程序发出指令通过机械运动信号输出驱动机械臂运动，电脑工作站服务器开始实时读取机械臂施教器上的空间坐标数据，JavaScript将空间坐标数据实时生成动态图像并显示在WebGL的动态网页上，动态网页图像通过MiniDP转HDMI数据线传送到IPS显示屏幕上并实时进行更新。

Claims (4)

1.一种基于机械臂机械运动机制的图形成像控制方法，其特征是：包括下列步骤：（1）将主、从机器人的控制机柜通过网线并联，实现主、从机器人之间的动作耦合；（2）将机器人的实时空间坐标数据传送给电脑工作站；（3）电脑工作站将实时空间坐标数据转化为动态图像的运动驱动；（4）电脑将网页动态图像传送到固定在机器人上的IPS显示屏幕上；（5）主、从机器人通过机械臂施教器编程同步带动屏幕运动，并实现实时驱动屏幕中图形的运动；
步骤（5）的具体方法是：将编写好的机械臂控制程序分别输入两台机械臂中，运行程序，主、从机械臂承载IPS屏幕到达工作位置，控制程序发出指令通过机械运动信号输出驱动机械臂运动，电脑工作站服务器开始实时读取机械臂施教器上的空间坐标数据，JavaScript将空间坐标数据实时生成动态图像并显示在WebGL的动态网页上，动态网页图像通过MiniDP转HDMI数据线传送到IPS显示屏幕上并实时进行更新。
2.根据权利要求1所述的基于机械臂机械运动机制的图形成像控制方法，其特征是：步骤（2）中，机器人将实时时间坐标的三维向量信息以X，Y，Z和A，B，C 6组数值通过以太网以XML数据协议从人机交互界面不断传送给电脑工作站，其中XYZ表示为机器人工具坐标中心距离时间坐标原点在三个维度上的位移，而A,B,C则是该坐标的向量分别相对于X,Y,Z轴旋转的角度，这六组数值组成的矩阵通过算法编程实时控制屏幕中图像因素在空间运动中的位移大小，速度与转动方式，以及与相机的相对位置变换。
3.根据权利要求1所述的基于机械臂机械运动机制的图形成像控制方法，其特征是：步骤（3）中，电脑工作站使用WebGl工具将机器人实时坐标数据通过JavaScript语言转化为动态图像的运动驱动。
4.根据权利要求1所述的基于机械臂机械运动机制的图形成像控制方法，其特征是：步骤（4）中，电脑将网页动态图像通过MiniDP转 HDMI数据线传送到机器人法兰盘末端固定的IPS显示屏幕上。
CN201610863862.6A 2016-09-30 2016-09-30 基于机械臂机械运动机制的图形成像控制方法 Active CN106484350B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610863862.6A CN106484350B (zh) 2016-09-30 2016-09-30 基于机械臂机械运动机制的图形成像控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610863862.6A CN106484350B (zh) 2016-09-30 2016-09-30 基于机械臂机械运动机制的图形成像控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106484350A CN106484350A (zh) 2017-03-08
CN106484350B true CN106484350B (zh) 2019-04-09

Family

ID=58269129

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610863862.6A Active CN106484350B (zh) 2016-09-30 2016-09-30 基于机械臂机械运动机制的图形成像控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106484350B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109676589B (zh) * 2018-12-28 2021-02-19 广州励丰文化科技股份有限公司 一种同步机械臂运动和图像处理的控制方法及系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101916532A (zh) * 2010-08-03 2010-12-15 北京华毅东方展览有限公司 可伸缩的机械臂、可变换造型的屏幕阵列及其控制方法
CN102848389A (zh) * 2012-08-22 2013-01-02 浙江大学 基于视觉运动捕捉的机械臂标定及跟踪系统实现方法
CN104932677A (zh) * 2014-03-18 2015-09-23 梦工厂动画公司 互动式多驾乘者虚拟现实驾乘系统

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101916532A (zh) * 2010-08-03 2010-12-15 北京华毅东方展览有限公司 可伸缩的机械臂、可变换造型的屏幕阵列及其控制方法
CN102848389A (zh) * 2012-08-22 2013-01-02 浙江大学 基于视觉运动捕捉的机械臂标定及跟踪系统实现方法
CN104932677A (zh) * 2014-03-18 2015-09-23 梦工厂动画公司 互动式多驾乘者虚拟现实驾乘系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN106484350A (zh) 2017-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8681179B2 (en) Method and system for coordinating collisions between augmented reality and real reality
JP7008730B2 (ja) 画像に挿入される画像コンテンツについての影生成
CN101281656B (zh) 用于将纹理映射到三维对象模型的方法和装置
Trentsios et al. Remote Lab meets Virtual Reality–Enabling immersive access to high tech laboratories from afar
KR102646977B1 (ko) 증강 현실에 기반한 디스플레이 방법 및 장치, 및 저장 매체
CN110546951B (zh) 合成立体视觉图像内容捕获
CN103218956A (zh) 一种伸缩旋转展示矩阵
KR102590102B1 (ko) 증강 현실 기반 디스플레이 방법, 장치 및 저장 매체
CN110047148B (zh) 一种虚拟机器人工作站的仿真互动可视化系统及实现方法
US11164377B2 (en) Motion-controlled portals in virtual reality
CN111986334A (zh) Hololens和CAVE结合的虚拟体验系统及方法
Kao et al. Case study of virtual reality in CNC machine tool exhibition
KR20210087075A (ko) 패스 스루 시각화
JP2019106211A (ja) 計算処理実行方法、計算処理システム及びプログラム
CN106484350B (zh) 基于机械臂机械运动机制的图形成像控制方法
Li et al. Bringing instant neural graphics primitives to immersive virtual reality
JP2017208632A5 (zh)
CN116070464B (zh) 一种虚拟现实的钻井井场仿真系统
CN110134247A (zh) 一种基于vr的船舶运动姿态增强现实互动系统及方法
Avramova et al. A virtual poster presenter using mixed reality
CN115712383A (zh) 混合现实机器人自然交互方法
Dermawan et al. Moving Mixed Reality Game to the Cloud: A Survey on Feasibility
CN209746614U (zh) 一种虚拟机器人工作站的仿真互动可视化系统
Zikas et al. A mobile, ar inside-out positional tracking algorithm,(mariopot), suitable for modern, affordable cardboard-style vr hmds
Izani et al. Economical vr/ar method for interior design programme

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant