CN108326847B - 模块化机器人的校正方法、校正系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及模块化机器人领域，尤其涉及一种模块化机器人的校正方法、校正系统及控制方法。本发明的模块化机器人的校正方法、校正系统及控制方法，其在组装模块化机器人的过程中可以根据组装结构是否与目标结构相匹配而进行校正，避免了用户反复的组装工作，给用户带来了良好的使用体验感。

Description

模块化机器人的校正方法、校正系统及控制方法

技术领域

本发明涉及模块化机器人领域，尤其涉及一种模块化机器人的校正方法、校正系统及控制方法。

背景技术

机器人已广泛用于生活及工业领域，如教学中用于锻炼学生的开拓思维能力，如自动化生产中用于焊接、喷涂、装配、搬运等作业。尽管机器人作为执行系统具有很大的灵活性和弹性，其可完成不同的工作任务，但现有的机器人往往针对特定的使用目的和场合，只有一种主要功能，自由度和构型都固定不变，缺乏功能的扩展性和构型的重构性。此外，针对每一领域和每项应用都开发特定的机器人所花费的代价很大，严重制约机器人的推广应用。因此，可重构机器人应运而生。

可重构机器人通常都是由主模块以及多个基础模块组合得到的，其中多个基础模块的外形结构都相同，都设置有连接面来实现组合，但是用户在组合模块机器人的过程中无法验证组合结构是否正确，给用户带来大量的重复组装工作，造成很差的使用体验感。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种模块化机器人的校正方法、校正系统及控制方法。

本发明解决技术问题的方案是提供一种模块化机器人的校正方法，所述模块化机器人包括至少两个模块单元，每个模块单元包括两个可相对转动的子模块，每个子模块包括至少一对接部，模块单元与模块单元之间通过对接部连接，所述模块化机器人的校正方法包括以下步骤：

S1：获取目标模块化机器人的构型信息，所述目标模块化机器人的构型信息包括目标模块化机器人中多个模块单元的位置信息、模块种类信息和模块数量信息中的一种或多种；

S2：获取当前已构建实体模型的构型信息，所述已构建实体模型的构型信息包括已构建实体模型中多个模块单元的位置信息、模块种类信息和模块数量信息中的一种或多种；

S3：根据已构建实体模型的构型信息和目标模块化机器人的构型信息确认已构建实体模型是否和目标模块化机器人匹配；及

S4：根据匹配结果进行校正；

所述多个模块单元包括一细胞主体和多个细胞单体，界定与细胞主体直接连接的细胞单体为一级细胞单体；所述匹配结果包括位置信息错误、模块种类错误和模块数量错误中的一种或多种，所述位置信息的错误类型包括位置错误和/或方向错误，位置错误是将要组装上去的细胞单体与上一级细胞单体或细胞主体连接时，选择上一级细胞单体或细胞主体上的对接部时选择错误；每个模块单元的两个子模块的连接处界定一虚拟连接面，目标模块化机器人的相连的两个模块单元的两个虚拟连接面的方向存在平行和相交两种情形，方向错误是指相连的两个模块单元的两个虚拟连接面的方向存在错误；

当出现方向错误时，同一子模块上的对接部与相邻模块单元连接时通过伺服子模块的角度来进行调整以实现与目标模块化机器人的构型信息一致。

优选地，所述步骤S4具体包括以下步骤：

S41：根据不同的匹配结果给出不同的提示；

S42：按照不同的提示进行校正。

优选地，所述提示是在模块单元的整体外形上进行显示或者在模块单元和与之相连的模块单元进行连接的对接部上进行显示。

优选地，每个对接部具有唯一的接口标识信息，获取已构建实体模型的多个模块单元的位置信息具体为：

模块单元识别与其连接的相邻模块单元的对接部的接口标识信息，并根据相邻模块单元的对接部的接口标识信息和其自身与相邻模块单元进行连接的对接部的接口标识信息得到其位置信息。

优选地，获取已构建实体模型中多个模块单元的位置信息包括以下步骤：

S21：细胞主体通过对接部传输信号至与之连接的一级细胞单体；

S22：一级细胞单体接收到信号之后进行面识别以获得细胞主体发送信号的对接部的接口标识信息，一级细胞单体将细胞主体发送信号的对接部的接口标识信息和其自身接收信号的对接部的接口标识信息一并传输至细胞主体以获得一级细胞单体的位置信息。

优选地，界定与M级细胞单体连接的细胞单体为M+1级细胞单体，M为大于等于1的整数，获取已构建实体模型中多个模块单元的位置信息进一步包括以下步骤：

S23：M级细胞单体发出信号至M+1级细胞单体；

S24：M+1级细胞单体接收到信号之后进行面识别以获得M级细胞单体发送信号的对接部的接口标识信息，M+1级细胞单体将M级细胞单体发送信号的对接部的接口标识信息和其自身接收信号的对接部的接口标识信息一并传输至细胞主体。

优选地，细胞主体或细胞单体同时发送不同的电信号至多个下一级细胞单体时，多个下一级细胞单体根据细胞主体或者上级细胞单体传送不同电信号的对接部的接口标识信息分时序回复其位置信息至细胞主体；或者细胞主体或细胞单体分时序发送相同或不同的电信号至多个下一级细胞单体，多个下一级细胞单体根据接收电信号的时序依次回复其位置信息至细胞主体。

优选地，每装配一个模块单元后即获取已构建实体模型的构型信息，并根据已构建实体模型的构型信息和目标模块化机器人的构型信息进行匹配，根据匹配结果进行校正；或者是装配全部完成之后一次性获取已构建实体模型的构型信息，并根据已构建实体模型的构型信息和目标模块化机器人的构型信息进行匹配，根据匹配结果进行校正。

本发明还提供一种模块化机器人的校正系统，所述模块化机器人的校正系统包括

模块化机器人，其包括至少两个模块单元，每个模块单元包括相对转动设置的两个子模块，每个子模块包括至少一对接部，模块单元与模块单元之间通过对接部连接；

储存模块，用于存储目标模块化机器人的构型信息和已构建实体模型的构型信息，所述目标模块化机器人的构型信息包括目标模块化机器人中多个模块单元的位置信息、模块种类信息和模块数量信息中的一种或多种，所述已构建实体模型的构型信息包括已构建实体模型中多个模块单元的位置信息、模块种类信息和模块数量信息中的一种或多种；

匹配模块，用于根据已构建实体模型的构型信息和目标模块化机器人的构型信息确认已构建实体模型是否与目标模块化机器人匹配；

校正模块，用于根据匹配结果进行校正；

所述多个模块单元包括一细胞主体和多个细胞单体，界定与细胞主体直接连接的细胞单体为一级细胞单体；所述匹配结果包括位置信息错误、模块种类错误、和模块数量错误中的一种或多种，所述位置信息的错误类型包括位置错误和/或方向错误，位置错误是将要组装上去的细胞单体与上一级细胞单体或细胞主体连接时，选择上一级细胞单体或细胞主体上的对接部时选择错误；每个模块单元的两个子模块的连接处界定一虚拟连接面，目标模块化机器人的相连的两个模块单元的两个虚拟连接面的方向存在平行和相交两种情形，方向错误是指相连的两个模块单元的两个虚拟连接面的方向存在错误；

当出现方向错误时，同一子模块上的对接部与相邻模块单元连接时通过伺服子模块的角度来进行调整以实现与目标模块化机器人的构型信息一致。

本发明还提供一种模块化机器人的校正系统，所述构块化机器人的校正系统包括

模块化机器人，其包括至少两个模块单元，每个模块单元包括两个可相对转动的子模块，每个子模块包括至少一对接部，模块单元与模块单元之间通过对接部连接；

存储器，以及一个或多个程序，其中一个或多个所述程序被存储在所述存储器中，存储器与模块单元进行通信，所述程序用于以执行以下步骤指令：

S1：获取目标模块化机器人的构型信息，所述目标模块化机器人的构型信息包括目标模块化机器人中多个模块单元的位置信息、模块种类信息和模块数量信息中的一种或多种；

S2：获取当前已构建实体模型的构型信息，所述已构建实体模型的构型信息包括已构建实体模型中多个模块单元的位置信息、模块种类信息和模块数量信息中的一种或多种；

S3：根据已构建实体模型的构型信息和目标模块化机器人的构型信息确认已构建实体模型是否和目标模块化机器人匹配；及

S4：根据匹配结果进行校正；

所述多个模块单元包括一细胞主体和多个细胞单体，界定与细胞主体直接连接的细胞单体为一级细胞单体；所述匹配结果包括位置信息错误、模块种类错误、和模块数量错误中的一种或多种，所述位置信息的错误类型包括位置错误和/或方向错误，位置错误是将要组装上去的细胞单体与上一级细胞单体或细胞主体连接时，选择上一级细胞单体或细胞主体上的对接部时选择错误；每个模块单元的两个子模块的连接处界定一虚拟连接面，目标模块化机器人的相连的两个模块单元的两个虚拟连接面的方向存在平行和相交两种情形，方向错误是指相连的两个模块单元的两个虚拟连接面的方向存在错误；

当出现方向错误时，同一子模块上的对接部与相邻模块单元连接时通过伺服子模块的角度来进行调整以实现与目标模块化机器人的构型信息一致。

优选地，每个对接部具有唯一的接口标识信息，获取已构建实体模型中多个模块单元的位置信息包括以下步骤：

S21：细胞主体通过对接部传输信号至与之连接的一级细胞单体；及

S22：一级细胞单体接收到信号之后进行面识别以获得细胞主体发送电信号的对接部的接口标识信息，一级细胞单体将细胞主体发送电信号的对接部的接口标识信息和其自身接收电信号的对接部的接口标识信息一并传输至细胞主体以获得一级细胞单体的位置信息。

本发明还提供一种模块化机器人的控制方法，所述模块化机器人的控制方法包括如上所述的模块化机器人的校正方法和以下步骤：

J5：获取预设动作控制信息，并在步骤J5之后执行步骤J6或者步骤J5a~J6a；

其中步骤J6具体为：

J6：将预设动作控制信息传输至已构建实体模型，已构建实体模型按照预设动作控制信息执行动作；

步骤J5a~J6a具体为：

J5a：比对已构建实体模型的构型信息和目标模块化机器人的构型信息以得到一变形转换参数；

J5b：根据该变形转换参数对预设动作控制信息进行调整以生成当前动作控制信息；及

J6a：将当前动作控制信息传输至已构建实体模型，已构建实体模型按照当前动作控制信息执行动作。

与现有技术相比，本发明的模块化机器人的校正方法，所述模块化机器人包括至少两个模块单元，每个模块单元包括两个可相对运动的子模块，每个子模块包括至少一对接部，每个对接部具有唯一的接口标识信息，模块单元与模块单元之间通过对接部连接，所述模块化机器人的校正方法包括以下步骤：S1：获取目标模块化机器人的构型信息，所述目标模块化机器人的构型信息包括目标模块化机器人中多个模块单元的位置信息、模块种类信息和模块数量信息中的一种或多种；S2：获取当前已构建实体模型的构型信息，所述已构建实体模型的构型信息包括已构建实体模型中多个模块单元的位置信息、模块种类信息和模块数量信息中的一种或多种；S3：根据已构建实体模型的构型信息和目标模块化机器人的构型信息确认已构建实体模型是否和目标模块化机器人匹配；及S4：根据匹配结果进行校正。本发明的模块化机器人的校正方法在组装模块化机器人的过程中可以根据组装结构是否与目标结构相匹配而进行校正，避免了用户反复的组装工作，给用户带来了良好的使用体验感。

另外的，根据不同的错误类型给出不同的提示，便于用户根据不同的提示纠正不同的组装错误，进一步避免了用户反复的组装工作，给用户带来了更加良好的使用体验感。

另外的，该方法中通过面识别可以精确获得每一个模块单元的位置，简单快速且硬件要求低。位置的获得保障了实时校正用户操作成为可能。

本发明的模块化机器人的校正系统和模块化机器人的控制方法同样具有上述优点。

附图说明

图1是本发明第一实施例的模块化机器人的校正方法的流程示意图。

图2是本发明第一实施例的模块化机器人的校正方法中步骤S2的子流程示意图。

图3是本发明第一实施例的模块化机器人的校正方法中步骤S4的子流程示意图。

图4是本发明第二实施例的模块化机器人的控制方法的流程示意图。

图5是本发明第三实施例的模块化机器人的校正系统的模块结构示意图。

图6是本发明第四实施例的模块化机器人的校正系统的模块结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施实例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

第一实施例

请参考图1，本发明的第一实施例提供一种模块化机器人的校正方法，所述模块化机器人包括至少两个模块单元，每个模块单元包括至少两个可相对运动的子模块，每个模块单元中包含的子模块的数量可以是两个、三个、四个或者更多，尤其为两个，比如两个子模块可相对转动，尤其为每个模块单元由两个可进行相对旋转运动的上下半球构成，每个子模块包括至少一对接部，每个对接部上设置有一接口，每个接口具有唯一的接口标识信息，模块单元与模块单元之间通过对接部连接。可以理解，当每个子模块包括至少二对接部时，两个模块单元通过各自的一个对接部连接，在两个模块单元的连接位置处形成一虚拟连接面，两个模块单元基于虚拟连接面可进行转动，两个模块单元中的至少一个模块单元上的至少另一个对接部所在的平面与该虚拟连接面相交。

为了便于后续的说明和理解，在此做出以下定义，构型信息包括但不限于模块种类信息、位置信息、模块数量信息和两个子模块之间的初始角度信息中的一种或者多种，构型信息是用来定义相邻模块单元之间的连接关系的信息，其中位置信息用来记录相邻模块单元进行连接的两个对接部的接口标识信息，而每个对接部的接口标识信息即代表着该对接部在其所在的模块单元上的位置，故而每个模块单元的位置信息即代表着其在一个三维空间构型或者平面构型中的绝对位置；同一类别的模块单元设置有相同的模块种类标识，例如：细胞主体都具有相同的模块种类标识，细胞单体具有相同的模块种类标识，且细胞主体的模块种类标识与细胞单体的模块种类标识是不一致的，当细胞单体存在多个类别时，每个类别的细胞单体具有同样的模块种类标识，不同类别的细胞单体的模块种类标识不同，从而通过识别模块种类标识就可以得知模块单元的模块种类信息；两个子模块之间的初始角度信息指的是模块单元上下两个子模块之间的相对角度值；模块数量信息指的模块单元的数量。相邻两个模块单元之间识别其相互连接的两个对接部的接口标识信息的过程就是面识别的过程，通过进行面识别即可获得模块单元的位置信息。可以理解，此处的定义同样适用于本说明书的其他实施例。

所述模块化机器人的校正方法包括以下步骤：

S1：获取目标模块化机器人的构型信息，所述目标模块化机器人的构型信息包括目标模块化机器人中多个模块单元的位置信息、模块种类信息和模块数量信息中的一种或多种；

S2：获取当前已构建实体模型的构型信息，所述已构建实体模型的构型信息包括已构建实体模型中多个模块单元的位置信息、模块种类信息和模块数量信息中的一种或多种；

S3：根据已构建实体模型的构型信息和目标模块化机器人的构型信息确认已构建实体模型是否跟目标模块化机器人匹配；及

S4：根据匹配结果进行校正。

在所述步骤S1中，目标模块化机器人的构型信息来源于远程终端、服务器或者存储有若干模块化机器人所对应的构型信息的数据库。目标模块化机器人包括N个模块单元组装而成。

在所述步骤S2中，所述已构建实体模型是用户根据目标模块化机器人的目标构型将多个模块单元意图组装成目标模块化机器人的一初始实体构型，该初始实体构型可以是两个或者多个模块单元的组装构型。一般情况下，该已构建实体模型的模块单元数量少于或者等于目标模块化机器人的模块单元数量N。获取已构建实体模型构型信息的动作可以是由远程终端去获取每个模块单元的位置信息，或者由某一模块单元获取其他模块单元的位置信息之后传输至远程终端。

请参考图2，已构建实体模型的多个模块单元中可以包含多个相同或不同的模块单元，当已构建实体模型的多个模块单元包括多个不同的模块单元时，例如已构建实体模型的多个模块单元中包括一细胞主体和多个细胞单体，细胞主体用于与远程终端通信，界定与细胞主体直接连接的细胞单体为一级细胞单体，与一级细胞单体连接的细胞单体为二级细胞单体，与M级细胞单体连接的细胞单体为（M+1）级细胞单体，M为大于等于1的整数。已构建实体模型的构型信息包括模块种类信息、位置信息和模块数量信息，在所有细胞单体将其各自的位置信息传输至细胞主体后，细胞主体获得已构建实体模型的模块数量信息。其中获取已构建实体模型中多个模块单元的位置信息具体包括以下步骤：

步骤S21：细胞主体通过对接部传输信号至与之连接的一级细胞单体；

步骤S22：一级细胞单体接收到信号之后进行面识别以获得细胞主体发送信号的对接部的接口标识信息，一级细胞单体将细胞主体发送信号的对接部的接口标识信息和其自身接收信号的对接部的接口标识信息一并传输至细胞主体以获得一级细胞单体的位置信息；

步骤S23：M级细胞单体发出信号至（M+1）级细胞单体；及

步骤S24：（M+1）级细胞单体接收到信号之后进行面识别以获得M级细胞单体发送信号的对接部的接口标识信息，（M+1）级细胞单体将M级细胞单体发送信号的对接部的接口标识信息和其自身接收信号的对接部的接口标识信息一并传输至细胞主体。

可以理解，细胞主体传输至一级细胞单体的信号和M级细胞单体传输至（M+1）级细胞单体的信号优选为电信号，也可以是无线信号。当已构建实体模型的多个模块单元中只包含细胞主体和一级细胞单体时，所述步骤S23和步骤S24可以省略。

当已构建实体模型的多个模块单元包括多个相同的模块单元时，界定其中一个模块单元为主模块单元，即上述的细胞主体，与主模块单元直接连接的模块单元为一级细胞单体，与一级细胞单体连接的模块单元为二级细胞单体，与M级细胞单体连接的模块单元为（M+1）级细胞单体，M为大于等于1的整数，同样执行上述步骤S21~S24。作为一种变形，多级细胞单体可以直接将各自的位置信息直接传输至远程终端，而不用再传输给主模块单元。

总而言之，获取已构建实体模型的多个模块单元的位置信息的过程为：模块单元识别与其连接的相邻模块单元的对接部的接口标识信息，并根据相邻模块单元的对接部的接口标识信息和其自身与相邻模块单元进行连接的对接部的接口标识信息得到其位置信息。

另外，在执行步骤S21之前或者同时执行以下步骤：

步骤S20：细胞主体发出广播信号通知各个细胞单体准备进行面识别。可以理解，模块单元与模块单元之间可以进行无线通信，其无线通信的方式可以是wifi通信、蓝牙通信或者zigbee通信，优选为zigbee通信。细胞主体先广播信号通知每个细胞单体进入面识别准备状态，等到每个细胞单体接收到电信号之后即进行面识别动作。

在所述步骤S21中，细胞主体上的每个对接部发送不同的电信号至多个一级细胞单体，在步骤S2中，多个一级细胞单体根据接收到的电信号的不同来获得与之连接的细胞主体的对接部的接口标识信息，每个一级细胞单体将细胞主体传输电信号的对接部的接口标识信息和其自身接收电信号的对接部的接口标识信息一并回复给细胞主体，细胞主体通过算法计算得到该一级细胞单体的位置信息，多个一级细胞单体执行同样的动作后，细胞主体得到多个一级细胞单体的位置信息。同理，在步骤S23和S24中，M级细胞单体上的每个对接部发送不同的电信号至多个（M+1）级细胞单体，多个（M+1）级细胞单体根据接收到的电信号的不同来获得与之连接的M级细胞单体的对接部的接口标识信息，每个（M+1）级细胞单体将M级细胞单体传输电信号的对接部的接口标识信息和其自身接收电信号的对接部的接口标识信息回复给细胞主体，细胞主体通过算法计算得到该（M+1）级细胞单体的位置信息，多个（M+1）级细胞单体执行同样的动作后，细胞主体得到多个（M+1）级细胞单体的位置信息。经过一系列的面识别之后，细胞主体即获得所有细胞单体的位置信息从而获得已构建实体模型的构型信息。

可以理解，细胞主体或细胞单体同时发送不同的电信号至多个下一级细胞单体时，多个下一级细胞单体根据细胞主体或者上级细胞单体传送不同电信号的对接部的接口标识信息分时序回复其位置信息至细胞主体；或者细胞主体或细胞单体分时序发送相同或不同的电信号至多个下一级细胞单体，多个下一级细胞单体根据接收电信号的时序依次回复其位置信息至细胞主体。例如：细胞主体上设置有两个对接部，接口标识信息分别定义为1和2，细胞主体同时发送两个不同的电信号至与之连接的两个一级细胞单体，设定与对接部1相连接的一级细胞单体先回复其位置信息，等待10s后（具体的时间可以自行调整），与对接部2相连接的一级细胞单体再回复其位置信息。

另外，在所述步骤S22和S23之间进一步包括

步骤S22a：细胞主体停止发送电信号，并通知与细胞主体直接连接的一级细胞单体发送电信号至与一级细胞单体连接的二级细胞单体。可以理解，在所述步骤S22a中，细胞主体优选是通过广播信号的形式通知一级细胞单体的。可以理解，在M级细胞单体发送电信号之前，细胞主体按照M级细胞单体的多个对接部的接口标识信息通过广播信号的方式分时序控制M级细胞单体发送电信号至多个（M+1）级细胞单体，该M级细胞单体发送至多个（M+1）级细胞单体的电信号可以是相同或者不同的，优选为M级细胞单体的多个对接部发送不同的电信号。

另外，在所述步骤S22和S24中，细胞主体在接收细胞单体传输过来的位置信息后对各个细胞单体进行单独编号，并将每个细胞单体的位置信息与编号关联存储。在细胞主体与远程终端进行通信时，细胞主体将每个细胞单体的位置信息及其编号传输至远程终端。远程终端发送动作控制信息给细胞主体后，细胞主体根据不同编号对控制信息进行分解并将分解后的控制信息按照编号对应地传输给各个细胞单体。

在所述步骤S3中，确认已构建实体模型是否跟目标模块化机器人匹配指的是确认已构建实体模型的结构是否与目标模块化机器人的结构一致，或者已构建实体模型的结构是目标模块化机器人的结构的一部分。可以理解，在步骤S4中根据匹配结果会得到模块种类信息的错误提示。例如，在目标模块化机器人的构型信息中，细胞主体上连接的应该是两个相同类型的细胞单体，而在已构建实体模型的构型信息中却是细胞主体上连接有两个不同的细胞单体，细胞主体通过识别两个细胞单体的模块种类标识可以判断存在模块种类信息错误，并对应地给出错误提示，例如以特定的颜色高亮组装错误的细胞单体，或者以特定的符号提示组装错误的细胞单体，或者发出模块种类信息错误的提示音等。可以理解，该错误提示可以是在细胞主体上设置一显示界面，通过该显示界面来进行显示；或者细胞主体与远程终端连接，在远程终端的显示界面上进行显示；或者在细胞单体的整体外形上进行显示；或者在细胞单体和与之相连的细胞单体进行连接的对接部上进行提示。

请参考图3，所述步骤S4具体包括以下步骤：

S41：根据不同的匹配结果给出不同的提示；

S42：按照不同的提示进行校正。

可以理解，每装配一个模块单元后即获取已构建实体模型的构型信息，并根据已构建实体模型的构型信息和目标模块化机器人的构型信息进行匹配，根据匹配结果进行校正；或者是装配全部完成之后一次性获取已构建实体模型的构型信息，并根据已构建实体模型的构型信息和目标模块化机器人的构型信息进行匹配，根据匹配结果进行校正。

还可以理解，每个模块单元的两个子模块的连接处存在一虚拟连接面，目标模块化机器人的相连的两个模块单元的两个虚拟连接面的方向关系存在平行和交叉两种情形，所述位置信息的错误类型包括位置错误和方向错误，为了便于后续的说明，在此定义每个模块单元的两个子模块分别为子模块1和子模块2，子模块1上设置有1、3、5、7四个对接部，子模块2上设置有2、4、6、8四个对接部，且子模块1和子模块2上的四个对接部都是对称设置。例如，现有模块单元A和模块单元B连接，在目标模块化机器人的构型信息中应该是模块单元B与模块单元A上的1号对接部连接，而在已构建实体模型中却是模块单元A与模块单元B上的其它对接部连接，这样就会出现位置错误。又例如：现有模块单元C和模块单元D，在目标模块化机器人的构型信息中应该是模块单元C的1号对接部和模块单元D的1号对接部进行连接，此时，模块单元C的虚拟连接面与模块单元D的虚拟连接面是平行的，而在已构建实体模型中却是模块单元C的2号对接部与模块单元D的1号对接部连接，从而使模块单元C的虚拟连接面与模块单元D的虚拟连接面是相交，这样就出现了方向错误。但是，只要选定的模块单元D的对接部是与目标模块化机器人的构型信息一致的，而且模块单元C上的四个对接部是对称设置的，当模块单元D上的对接部选择正确后，模块单元C与模块单元D连接时，同一个子模块上的四个对接部与模块单元D连接时，模块单元C和模块单元D的虚拟连接面就都是平行关系或者交叉关系，因此，模块单元C上的3、5、7三个对接部分别与模块单元D上的1号对接部连接时，模块单元C的虚拟连接面与模块单元D的虚拟连接面也都是平行的，并且可以通过伺服子模块1一定角度后，使已构建实体模型的构型信息与目标模块化机器人的构型信息保持一致。即，没有出现位置错误的前提下，同一子模块上的四个对接部与相邻模块单元连接时可以通过伺服来进行调整以实现与目标模块化机器人的构型信息一致。

总而言之，位置错误就是将要组装上去的细胞单体与上一级细胞单体或细胞主体连接时，选择上一级细胞单体或细胞主体上的对接部时选择错误。而方向错误就是目标模块化机器人中的相连的两个模块单元的两个虚拟连接面的方向是平行的，而在已构建实体模型中对应的相连的两个模块单元的两个虚拟连接面的方向却是相交的；或者目标模块化机器人中的相连的两个模块单元的两个虚拟连接面的方向是相交的，而在已构建实体模型中对应的相连的两个模块单元的两个虚拟连接面的方向却是平行的。

第二实施例

请参考图4，本发明的第二实施例还提供一种模块化机器人的控制方法，其包括如第一实施例所述的模块化机器人的校正方法，当匹配结构显示已构建实体模型与目标模块化机器人完全一致时，所述模块化机器人的控制方法进一步包括以下步骤：

J5：获取预设动作控制信息；

J6：将预设动作控制信息传输至已构建实体模型，已构建实体模型按照预设动作控制信息执行动作。

可以理解，所述远程终端或者细胞主体中根据目标模块化机器人的构型信息对应存储有预设动作控制信息。

可以理解，在所述步骤J6中，由于细胞主体在接收所有的细胞单体传输过来的位置信息后对各个细胞单体进行单独编号，并将编号与其位置信息关联存储。当远程终端将预设动作控制信息传输至细胞主体时，细胞主体对预设动作控制信息按照编号进行分解，并将部分预设动作控制信息按照编号对应地传输至细胞单体，细胞单体根据接收到部分预设动作控制信息指定动作。

当已构建实体模型的构型与目标模块化机器人的目标构型相同时，可能会存在对接部连接不同的情形。这样的情形在第一实施例中模块化机器人的校正方法是会被判定为结果匹配的，但是预设动作控制信息是与目标模块化机器人的构型信息完全一一对应的，已构建实体模型可能无法按照预设动作控制信息执行部分或全部动作。因此，在步骤J5之后还可以执行以下步骤：

J5a：比对已构建实体模型的构型信息和目标模块化机器人的构型信息以得到一变形转换参数；

J5b：根据该变形转换参数对预设动作控制信息进行调整以生成当前动作控制信息；

J6a：将当前动作控制信息传输至已构建实体模型，已构建实体模型按照当前动作控制信息执行动作。

此时，步骤J6省略。

第三实施例

请参考图5，本发明的第三实施例还提供一种模块化机器人的校正系统10，所述模块化机器人的校正系统10包括

模块化机器人11，其包括至少两个模块单元，每个模块单元包括相对活动设置的两个子模块，每个子模块包括至少一对接部，模块单元与模块单元之间通过对接部连接；

储存模块13，用于存储目标模块化机器人的构型信息和已构建实体模型的构型信息，所述目标模块化机器人的构型信息包括目标模块化机器人中多个模块单元的位置信息、模块种类信息和模块数量信息中的一种或多种，所述已构建实体模型的构型信息包括已构建实体模型中多个模块单元的位置信息、模块种类信息和模块数量信息中的一种或多种；

匹配模块15，用于根据已构建实体模型的构型信息和目标模块化机器人的构型信息确认已构建实体模型是否跟目标模块化机器人匹配；

校正模块19，用于根据匹配结果进行校正。

其中已构建实体模型是用户根据目标模块化机器人的目标构型将多个模块单元意图组装成目标模块化机器人的一初始构型，模块化机器人11在拼接过程中形成已构建实体模型。储存模块13与模块化机器人11连接以存储已构建实体模型的构型信息，匹配模块15与储存模块13连接以从储存模块13中调取已构建实体模型的构型信息和目标模块化机器人的构型信息，校正模块19与匹配模块15连接以根据匹配模块15给出的匹配结果进行校正。可以理解，所述储存模块13还用于与远程终端或者服务器连接，储存模块13从远程终端或者服务器中获取目标模块化机器人的构型信息。

另外，模块化机器人的校正系统10还包括一提示模块17，所述提示模块17与匹配模块15、校正模块19连接，提示模块17根据匹配模块15给出的不同匹配结果给出不同的提示，校正模块19根据提示模块17给出的不同提示对应地进行校正。

第四实施例

请参考图6，本发明的第四实施例还提供一种模块化机器人的校正系统20，所述模块化机器人的校正系统20包括

模块化机器人21，其包括至少两个模块单元，每个模块单元包括相对活动设置的两个子模块，每个子模块包括至少一对接部，模块单元与模块单元之间通过对接部连接；

存储器23，以及一个或多个程序，其中一个或多个所述程序被存储在所述存储器中，存储器与模块单元进行通信，所述程序用于以执行以下步骤指令：

S1：获取目标模块化机器人的构型信息，所述目标模块化机器人的构型信息包括目标模块化机器人中多个模块单元的位置信息、模块种类信息和模块数量信息中的一种或多种；

S2：获取当前已构建实体模型的构型信息，所述已构建实体模型的构型信息包括已构建实体模型中多个模块单元的位置信息、模块种类信息和模块数量信息中的一种或多种；

S3：根据已构建实体模型的构型信息和目标模块化机器人的构型信息确认已构建实体模型是否匹配；

S4：根据匹配结果进行校正。

其中，已构建实体模型是用户根据目标模块化机器人的目标构型将多个模块单元意图组装成目标模块化机器人的一初始构型，模块化机器人11在组装过程中形成已构建实体模型。存储器23与模块化机器人21连接以获取已构建实体模型的构型信息。

可以理解，所述多个模块单元包括一细胞主体和至少一细胞单体，每个对接部具有唯一的接口标识信息，界定与细胞主体直接连接的细胞单体为一级细胞单体，所述步骤S2中获取已构建实体模型中多个模块单元的位置信息包括以下步骤：

步骤S21：细胞主体通过对接部传输信号至与之连接的一级细胞单体；

步骤S22：一级细胞单体接收到信号之后进行面识别以获得细胞主体发送信号的对接部的接口标识信息，一级细胞单体将细胞主体发送信号的对接部的接口标识信息和其自身接收信号的对接部的接口标识信息一并传输至细胞主体以获得一级细胞单体的位置信息；

步骤S23：M级细胞单体发出信号至（M+1）级细胞单体；及

步骤S24：（M+1）级细胞单体接收到信号之后进行面识别以获得M级细胞单体发送信号的对接部的接口标识信息，（M+1）级细胞单体将M级细胞单体发送信号的对接部的接口标识信息和其自身接收信号的对接部的接口标识信息一并传输至细胞主体。

可以理解，当已构建实体模型的多个模块单元中只包含细胞主体和一级细胞单体时，所述步骤S23和步骤S24可以省略。

与现有技术相比，本发明的模块化机器人的校正方法，所述模块化机器人包括至少两个模块单元，每个模块单元包括两个可相对运动的子模块，每个子模块包括至少一对接部，每个对接部具有唯一的接口标识信息，模块单元与模块单元之间通过对接部连接，所述模块化机器人的校正方法包括以下步骤：S1：获取目标模块化机器人的构型信息，所述目标模块化机器人的构型信息包括目标模块化机器人中多个模块单元的位置信息、模块种类信息和模块数量信息中的一种或多种；S2：获取当前已构建实体模型的构型信息，所述已构建实体模型的构型信息包括已构建实体模型中多个模块单元的位置信息、模块种类信息和模块数量信息中的一种或多种；S3：根据已构建实体模型的构型信息和目标模块化机器人的构型信息确认已构建实体模型是否和目标模块化机器人匹配；及S4：根据匹配结果进行校正。本发明的模块化机器人的校正方法在组装模块化机器人的过程中可以根据组装结构是否与目标结构相匹配而进行校正，避免了用户反复的组装工作，给用户带来了良好的使用体验感。

另外的，根据不同的错误类型给出不同的提示，便于用户根据不同的提示纠正不同的组装错误，进一步避免了用户反复的组装工作，给用户带来了更加良好的使用体验感。

另外的，该方法中通过面识别可以精确获得每一个模块单元的位置，简单快速且硬件要求低。位置的获得保障了实时校正用户操作成为可能。

本发明的模块化机器人的校正系统和模块化机器人的控制方法同样具有上述优点。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的原则之内所作的任何修改，等同替换和改进等均应包含本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种模块化机器人的校正方法，所述模块化机器人包括至少两个模块单元，每个模块单元包括两个可相对转动的子模块，每个子模块包括至少一个对接部，模块单元与模块单元之间通过对接部连接，其特征在于：所述模块化机器人的校正方法包括以下步骤：

S1：获取目标模块化机器人的构型信息，所述目标模块化机器人的构型信息包括目标模块化机器人中多个模块单元的位置信息、模块种类信息和模块数量信息中的一种或多种；

S2：获取当前已构建实体模型的构型信息，所述已构建实体模型的构型信息包括已构建实体模型中多个模块单元的位置信息、模块种类信息和模块数量信息中的一种或多种；

S3：根据已构建实体模型的构型信息和目标模块化机器人的构型信息确认已构建实体模型是否和目标模块化机器人匹配；及

S4：根据匹配结果进行校正；

所述多个模块单元包括一细胞主体和多个细胞单体，界定与细胞主体直接连接的细胞单体为一级细胞单体；所述匹配结果包括位置信息错误、模块种类错误和模块数量错误中的一种或多种，所述位置信息的错误类型包括位置错误和/或方向错误，位置错误是将要组装上去的细胞单体与上一级细胞单体或细胞主体连接时，选择上一级细胞单体或细胞主体上的对接部时选择错误；每个模块单元的两个子模块的连接处界定一虚拟连接面，目标模块化机器人的相连的两个模块单元的两个虚拟连接面的方向存在平行和相交两种情形，方向错误是指相连的两个模块单元的两个虚拟连接面的方向存在错误；

当出现方向错误时，同一子模块上的对接部与相邻模块单元连接时通过伺服子模块的角度来进行调整以实现与目标模块化机器人的构型信息一致。

2.如权利要求1所述的模块化机器人的校正方法，其特征在于：所述步骤S4具体包括以下步骤：

S41：根据不同的匹配结果给出不同的提示；

S42：按照不同的提示进行校正；

所述步骤S4中根据匹配结果得到模块种类信息的错误提示。

3.如权利要求2所述的模块化机器人的校正方法，其特征在于：所述提示是在模块单元的整体外形上进行显示或者在模块单元和与之相连的模块单元进行连接的对接部上进行显示。

4.如权利要求1所述的模块化机器人的校正方法，其特征在于：每个对接部具有唯一的接口标识信息，获取已构建实体模型的多个模块单元的位置信息具体为：

模块单元识别与其连接的相邻模块单元的对接部的接口标识信息，并根据相邻模块单元的对接部的接口标识信息和其自身与相邻模块单元进行连接的对接部的接口标识信息得到其位置信息。

5.如权利要求4所述的模块化机器人的校正方法，其特征在于：获取已构建实体模型中多个模块单元的位置信息包括以下步骤：

S21：细胞主体通过对接部传输信号至与之连接的一级细胞单体；

S22：一级细胞单体接收到信号之后进行面识别以获得细胞主体发送信号的对接部的接口标识信息，一级细胞单体将细胞主体发送信号的对接部的接口标识信息和其自身接收信号的对接部的接口标识信息一并传输至细胞主体以获得一级细胞单体的位置信息。

6.如权利要求5所述的模块化机器人的校正方法，其特征在于：界定与M级细胞单体连接的细胞单体为M+1级细胞单体，M为大于等于1的整数，获取已构建实体模型中多个模块单元的位置信息进一步包括以下步骤：

S23：M级细胞单体发出信号至M+1级细胞单体；

S24：M+1级细胞单体接收到信号之后进行面识别以获得M级细胞单体发送信号的对接部的接口标识信息，M+1级细胞单体将M级细胞单体发送信号的对接部的接口标识信息和其自身接收信号的对接部的接口标识信息一并传输至细胞主体。

7.如权利要求6所述的模块化机器人的校正方法，其特征在于：细胞主体或细胞单体同时发送不同的电信号至多个下一级细胞单体时，多个下一级细胞单体根据细胞主体或者上级细胞单体传送不同电信号的对接部的接口标识信息分时序回复其位置信息至细胞主体；或者细胞主体或细胞单体分时序发送相同或不同的电信号至多个下一级细胞单体，多个下一级细胞单体根据接收电信号的时序依次回复其位置信息至细胞主体。

8.如权利要求1所述的模块化机器人的校正方法，其特征在于：每装配一个模块单元后即获取已构建实体模型的构型信息，并根据已构建实体模型的构型信息和目标模块化机器人的构型信息进行匹配，根据匹配结果进行校正；或者是装配全部完成之后一次性获取已构建实体模型的构型信息，并根据已构建实体模型的构型信息和目标模块化机器人的构型信息进行匹配，根据匹配结果进行校正。

9.一种模块化机器人的校正系统，其特征在于：所述模块化机器人的校正系统包括

模块化机器人，其包括至少两个模块单元，每个模块单元包括相对转动设置的两个子模块，每个子模块包括至少一对接部，模块单元与模块单元之间通过对接部连接；

储存模块，用于存储目标模块化机器人的构型信息和已构建实体模型的构型信息，所述目标模块化机器人的构型信息包括目标模块化机器人中多个模块单元的位置信息、模块种类信息和模块数量信息中的一种或多种，所述已构建实体模型的构型信息包括已构建实体模型中多个模块单元的位置信息、模块种类信息和模块数量信息中的一种或多种；

匹配模块，用于根据已构建实体模型的构型信息和目标模块化机器人的构型信息确认已构建实体模型是否与目标模块化机器人匹配；

校正模块，用于根据匹配结果进行校正;

所述多个模块单元包括一细胞主体和多个细胞单体，界定与细胞主体直接连接的细胞单体为一级细胞单体；所述匹配结果包括位置信息错误、模块种类错误、和模块数量错误中的一种或多种，所述位置信息的错误类型包括位置错误和/或方向错误，位置错误是将要组装上去的细胞单体与上一级细胞单体或细胞主体连接时，选择上一级细胞单体或细胞主体上的对接部时选择错误；每个模块单元的两个子模块的连接处界定一虚拟连接面，目标模块化机器人的相连的两个模块单元的两个虚拟连接面的方向存在平行和相交两种情形，方向错误是指相连的两个模块单元的两个虚拟连接面的方向存在错误；

当出现方向错误时，同一子模块上的对接部与相邻模块单元连接时通过伺服子模块的角度来进行调整以实现与目标模块化机器人的构型信息一致。

10.一种模块化机器人的校正系统，其特征在于：所述模块化机器人的校正系统包括

模块化机器人，其包括至少两个模块单元，每个模块单元包括两个可相对转动的子模块，每个子模块包括至少一对接部，模块单元与模块单元之间通过对接部连接；

存储器，以及一个或多个程序，其中一个或多个所述程序被存储在所述存储器中，存储器与模块单元进行通信，所述程序用于以执行以下步骤指令：

S1：获取目标模块化机器人的构型信息，所述目标模块化机器人的构型信息包括目标模块化机器人中多个模块单元的位置信息、模块种类信息和模块数量信息中的一种或多种；

S2：获取当前已构建实体模型的构型信息，所述已构建实体模型的构型信息包括已构建实体模型中多个模块单元的位置信息、模块种类信息和模块数量信息中的一种或多种；

S3：根据已构建实体模型的构型信息和目标模块化机器人的构型信息确认已构建实体模型是否和目标模块化机器人匹配；及

S4：根据匹配结果进行校正;

所述多个模块单元包括一细胞主体和多个细胞单体，界定与细胞主体直接连接的细胞单体为一级细胞单体；所述匹配结果包括位置信息错误、模块种类错误、和模块数量错误中的一种或多种，所述位置信息的错误类型包括位置错误和/或方向错误，位置错误是将要组装上去的细胞单体与上一级细胞单体或细胞主体连接时，选择上一级细胞单体或细胞主体上的对接部时选择错误；每个模块单元的两个子模块的连接处界定一虚拟连接面，目标模块化机器人的相连的两个模块单元的两个虚拟连接面的方向存在平行和相交两种情形，方向错误是指相连的两个模块单元的两个虚拟连接面的方向存在错误；

当出现方向错误时，同一子模块上的对接部与相邻模块单元连接时通过伺服子模块的角度来进行调整以实现与目标模块化机器人的构型信息一致。

11.如权利要求10所述的模块化机器人的校正系统，其特征在于：每个对接部具有唯一的接口标识信息，获取已构建实体模型中多个模块单元的位置信息包括以下步骤：

S21：细胞主体通过对接部传输信号至与之连接的一级细胞单体；及

S22：一级细胞单体接收到信号之后进行面识别以获得细胞主体发送电信号的对接部的接口标识信息，一级细胞单体将细胞主体发送电信号的对接部的接口标识信息和其自身接收电信号的对接部的接口标识信息一并传输至细胞主体以获得一级细胞单体的位置信息。

12.一种模块化机器人的控制方法，其特征在于：所述模块化机器人的控制方法包括如权利要求1~8任一项所述的模块化机器人的校正方法和以下步骤：

J5：获取预设动作控制信息，并在步骤J5之后执行步骤J6或者步骤J5a~J6a；

其中步骤J6具体为：

J6：将预设动作控制信息传输至已构建实体模型，已构建实体模型按照预设动作控制信息执行动作；

步骤J5a~J6a具体为：

J5a：比对已构建实体模型的构型信息和目标模块化机器人的构型信息以得到一变形转换参数；

J5b：根据该变形转换参数对预设动作控制信息进行调整以生成当前动作控制信息；及

J6a：将当前动作控制信息传输至已构建实体模型，已构建实体模型按照当前动作控制信息执行动作。

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