不倒翁控制方法、装置、设备和存储介质
技术领域
本发明实施例涉及机器人控制技术领域,尤其涉及一种不倒翁控制方法、装置、设备和存储介质。
背景技术
不倒翁是一种古老的儿童玩具,随着科技的发展和机器人技术的发展,将不倒翁与机器人相结合的玩具受到人们的喜欢。
不倒翁可以在外力的作用下从初始的直立位置开始倾倒,外力消失后就会摆动,然后恢复到初始的直立状态。现有的不倒翁,需要多种智能硬件的参与,成本高,实现方式复杂。
发明内容
本发明实施例提供了一种不倒翁控制方法、装置、设备和存储介质,可以解决现有技术中成本高和实现方式复杂的技术问题。
第一方面,本发明实施例提供了一种不倒翁控制方法,包括:
接收不倒翁的控制指令,所述控制指令包括运动类型;
根据所述运动类型确定对应的控制参数;
所述不倒翁的当前状态为静置,则根据所述控制参数启动所述不倒翁中的马达,以使所述不倒翁按照所述运动类型运动。
第二方面,本发明实施例还提供了一种不倒翁控制装置,该装置包括:
指令模块,用于接收不倒翁的控制指令,所述控制指令包括运动类型;
参数模块,用于根据所述运动类型确定对应的控制参数;
运动模块,用于所述不倒翁的当前状态为静置,则根据所述控制参数启动所述不倒翁中的马达,以使所述不倒翁按照所述运动类型运动。
第三方面,本发明实施例还提供了一种设备,所述设备包括:
一个或多个处理器;
存储装置,用于存储一个或多个程序;
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行,使得所述一个或多个处理器实现如上所述的不倒翁控制方法。
第四方面,本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现如上所述的不倒翁控制方法。
本发明实施例通过接收不倒翁的控制指令,控制指令包括运动类型,根据运动类型确定对应的控制参数,当不倒翁的当前状态为静置,则根据控制参数启动不倒翁中的马达,以使不倒翁按照运动类型运动。本发明实施例通过不同的控制参数控制固定飞轮的马达瞬时启动和停止,产生瞬时扭矩,来打破不倒翁的静平衡,使其实现不同类型的运动效果,本发明实施例中内置马达动力模拟外力推动的方式成本低,较为简便的实现不倒翁的运动。
附图说明
图1为本发明实施例一中的不倒翁控制方法的流程图;
图2为本发明实施例一中的不倒翁的结构示意图;
图3为本发明实施例一中的不倒翁的马达与飞轮的示意图;
图4为本发明实施例一中的不倒翁的静置示意图;
图5为本发明实施例一中的不倒翁的摇摆状态示意图;
图6为本发明实施例一中的不倒翁的放置异常示意图;
图7为本发明实施例二中的不倒翁控制方法的流程图;
图8为本发明实施例三中的不倒翁控制装置的结构示意图;
图9为本发明实施例四中的设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为本发明实施例一中的不倒翁控制方法的流程图,本实施例可适用于实现不倒翁的控制的情况,该方法可以由不倒翁控制装置执行,该装置可以采用软件和/或硬件的方式实现,例如,该装置可配置于设备中。如图1所示,该方法具体可以包括:
S110、接收不倒翁的控制指令,控制指令包括运动类型。
其中,不倒翁是一种上轻下重、重心偏低的物体。当不倒翁在竖立状态时处于平衡,重心和接触点的距离最小,即重心最低,当不倒翁偏离平衡位置后,重心总是升高的,因此不倒翁在受到外力的作用时,就失去平衡,而在外力去除后,不倒翁能自行回复到平衡状态,不倒翁具有一种抵抗外力干扰保持稳定平衡的能力。利用不倒翁的平衡特性,可以制作成各种物品广泛地应用在各个领域,例如建筑设计、玩具制造、生活用品、汽车结构设计以及体育健身等领域。本实施例中的不倒翁可以为各种具有不倒翁特性的物体,例如智能不倒翁玩具、机器人及故事机产品等。
不倒翁可以接收与不倒翁连接的智能终端或者遥控器发送的控制指令,控制指令也可以通过对用户发出的语音信息进行语音识别或者对用户的手势识别得到,也可以通过识别用户对不倒翁内置的按键操作得到。控制指令可以包括运动类型或停止指令,运动类型包括轻摇摆、重摇摆和连续摇摆等。
S120、根据运动类型确定对应的控制参数。
本实施例中,不倒翁中采用的是内置动力模拟外力推动的方式实现不倒翁的运动控制,不倒翁的结构参见图2,图2为本发明实施例一中的不倒翁的结构示意图,图中不倒翁包括不倒翁外壳1、配重块2、支架3、马达4和飞轮5,配重块2设置于不倒翁外壳1下端内侧,降低不倒翁的重心,支架3设置于不倒翁外壳1上端内侧。不倒翁中内置马达4,马达4设置于支架3上,并与马达4固定连接飞轮5,具体连接关系参见图3。图3为本发明实施例一中的不倒翁的马达与飞轮的示意图,飞轮5设置于马达4的转子的出轴端。
不倒翁中马达通电时带动飞轮瞬时启动产生加速力矩,将该加速力矩转化为以马达轴线为中心的力偶,由于不倒翁和底面接触,有静摩擦力,所以产生一个和静摩擦力相等且反向的推力,且加速力矩越大,推力越大,不倒翁摇摆的幅度越大。所以飞轮在加速和减速的短时间内会分别形成方向相反的两个推力,而静止则对不倒翁不会产生影响。
其中,控制参数为不倒翁中控制运动需要调节的参数,控制参数可以包括不倒翁中马达通电的电流大小和通电间隔等。
本实施例中不同的运动类型预先设置有对应的控制参数,根据运动类型可以直接获取对应的控制参数。具体的,运动类型与对应的控制参数可以为:运动类型为轻摇摆或者重摇摆,控制参数为单次通电的电流大小,电流大小与不倒翁的摇摆幅度对应;运动类型为连续摇摆,控制参数为等间隔时长的两次或两次以上通电,等间隔时长与不倒翁的摇摆幅度对应。其中运动类型为轻摇摆、重摇摆和连续摇摆时,单次通电的通电时长为不倒翁摇摆周期的1/4。
电流大小与不倒翁的摇摆幅度对应,电流越大,不倒翁的摇摆幅度越大,电流越小,不倒翁的摇摆幅度越小。等间隔时长与不倒翁的摇摆幅度对应具体为:等间隔时长可以根据不倒翁的摇摆幅度确定;确定过程具体为:不倒翁中的马达可以在单次通电之后通过传感器采集不倒翁的摇摆幅度,当摇摆幅度开始变小时,记录该时间,通过预设次数的测量并计算该时间的平均值,将得到的平均时间作为等间隔时长,预设次数可以根据需要进行设置,越大越准确。
不倒翁摇摆周期为不倒翁摇摆一周所用的时间,本实施例中的不倒翁为结构固定的不倒翁,即重心不发生改变,当不倒翁接触的底面固定时,不倒翁的摇晃频率和摇摆周期是固定的。可以理解的是,不倒翁接触的底面发生变化时,可以通过内置的计算程序计算得到不倒翁摇摆周期。当不倒翁摇摆周期为T时,0到1/4T的时间马达持续通电,带动飞轮加速,为不倒翁施加推力推动不倒翁倒向一侧,直到不倒翁抵抗该推力的反向加速度最大且速度为零时停止通电;1/4T到1/2T的时间,马达带动飞轮减速直到停止转动,相当于为不倒翁施加一个向另一侧的推力,直到不倒翁倒向另一侧且速度为零;1/2T之后的时间,不倒翁在动摩擦力的作用下逐渐停止运动。因此单次通电的通电时长可以设置为不倒翁摇摆周期的1/4。
S130、判断不倒翁的当前状态是否为静置。
其中,不倒翁的当前状态可以包括静置、摇摆状态和放置异常。参见图4,图4为本发明实施例一中的不倒翁的静置示意图,图中包括不倒翁本体41和水平接触底面42,不倒翁静置时处于平衡状态。参见图5,图5为本发明实施例一中的不倒翁的摇摆状态示意图,图中包括不倒翁本体51和水平接触底面52,图中的箭头代表不倒翁左右摇摆的方向。参见图6,图6为本发明实施例一中的不倒翁的放置异常示意图,图中包括不倒翁本体61和水平接触底面62,图中不倒翁倒向右侧,并且一直处于该状态,说明不倒翁位于较软的接触底面,不能自行恢复到平衡状态。
具体的,通过内置在不倒翁中的传感器获取不倒翁的当前状态,即可判断当前状态是否为静置。本实施例中对传感器的具体类别不作限定,例如传感器可以为倾角传感器或者加速度计。示例性的,若传感器为倾角传感器,则当倾角传感器采集的不倒翁角度的数值在零位或者距离零位不超过第一预设数值,并且稳定时,不倒翁的当前状态为静置,第一预设数值可以根据需要进行设置,例如第一预设数值为3度。
S140、不倒翁的当前状态为静置,则根据控制参数启动不倒翁中的马达,以使不倒翁按照运动类型运动。
具体的,若不倒翁的运动类型为轻摇摆或者重摇摆,确定的控制参数为单次通电的电流大小,轻摇摆或者重摇摆均为单次摇摆(即单次通电),轻摇摆时的电流小于重摇摆时的电流,以使轻摇摆的摇摆幅度小于重摇摆的摇摆幅度,例如可以设置轻摇摆的摇摆幅度小于最大摇摆幅度的一半,重摇摆的摇摆幅度大于最大摇摆幅度的一半。根据确定的通电电流启动不倒翁中的马达,使得不倒翁实现轻摇摆或者重摇摆。若不倒翁的运动类型为连续摇摆,确定的控制参数为等间隔时长的两次或两次以上通电,连续摇摆是在单次摇摆的基础上等间隔时长地持续通电多次以在不倒翁的摇摆幅度减小之前多次启动马达为不倒翁施加推力,实现不倒翁的连续摇摆。连续摇摆时的通电电流不进行限定,即连续摇摆的摇摆幅度不作限定,具体的通电次数可以根据需要进行设置,例如若设置不倒翁在播放一首歌曲时连续摇摆,则通电次数可以根据该歌曲的时间确定。
若不倒翁的当前状态不是静置,则可以间隔预设时间获取不倒翁的当前状态,直到当前状态为静置时,执行当前控制指令对应的运动。预设时间可以根据需要进行设置,例如预设时间可以为1分钟。
本实施例通过接收不倒翁的控制指令,控制指令包括运动类型,根据运动类型确定对应的控制参数,当不倒翁的当前状态为静置,则根据控制参数启动不倒翁中的马达,以使不倒翁按照运动类型运动。本实施例通过不同的控制参数控制固定飞轮的马达瞬时启动和停止,产生瞬时扭矩,来打破不倒翁的静平衡,使其实现不同类型的运动效果,本发明实施例中内置马达动力模拟外力推动的方式成本低,较为简便的实现不倒翁的运动。
实施例二
图7为本发明实施例二中的不倒翁控制方法的流程图。本实施例在上述实施例的基础上,进一步优化了上述不倒翁控制方法。相应的,如图7所示,本实施例的方法具体包括:
S210、接收不倒翁的控制指令,控制指令包括运动类型。
不倒翁可以接收与不倒翁连接的智能终端或者遥控器发送的控制指令,也可以通过对用户发出的语音信息进行语音识别或者对用户的手势识别得到,也可以通过识别用户对不倒翁内置的按键操作得到。控制指令可以包括运动类型或停止指令,运动类型包括轻摇摆、重摇摆和连续摇摆等。
S220、根据运动类型确定对应的控制参数。
本实施例中不同的运动类型预先设置有对应的控制参数,根据运动类型可以直接获取对应的控制参数。具体的,运动类型与对应的控制参数可以为:运动类型为轻摇摆或者重摇摆,控制参数为单次通电的电流大小,电流大小与不倒翁的摇摆幅度对应;运动类型为连续摇摆,控制参数为等间隔时长的两次或两次以上通电,等间隔时长与不倒翁的摇摆幅度对应。其中运动类型为轻摇摆、重摇摆和连续摇摆时,单次通电的通电时长为不倒翁摇摆周期的1/4。
S230、判断不倒翁的当前状态是否为静置。
其中,不倒翁的当前状态可以包括静置、摇摆状态和放置异常。具体的,通过内置在不倒翁中的传感器获取不倒翁的当前状态,即可判断当前状态是否为静置。本实施例中对传感器的具体类别不作限定,例如传感器可以为倾角传感器或者加速度计。示例性的,若传感器为倾角传感器,则当倾角传感器采集的不倒翁角度的数值在零位或者距离零位不超过第一预设数值,并且稳定时,不倒翁的当前状态为静置,第一预设数值可以根据需要进行设置,例如第一预设数值为3度;当倾角传感器采集的不倒翁角度的数值周期性浮动时,则不倒翁的当前状态为摇摆状态;当倾角传感器采集的不倒翁角度的数值不在零位且距离零位超过第二预设数值时,则不倒翁的当前状态为偏移一侧放置,即放置异常,第二预设数值也可以根据需要进行设置,并且大于第一预设数值,例如第二预设数值为60度。
S240、不倒翁的当前状态为静置,则根据控制参数启动不倒翁中的马达,以使不倒翁按照运动类型运动。
此外,不倒翁按照运动类型运动之后,若接收到的不倒翁的控制指令为停止指令,则控制参数为通电时刻为静止时刻,静止时刻为不倒翁的速度最大的时刻,控制不倒翁中的马达在静止时刻启动,通电时长也为不倒翁摇摆周期的1/4。当不倒翁摇摆周期为T时,静止时刻为(n+1/2)T,马达持续通电1/4T,带动飞轮加速,为不倒翁施加与运动方向相反的推力,使得不倒翁更快地停止。
S250、不倒翁的当前状态为摇摆状态或者放置异常,则向用户发送状态异常提示信息。
当获取到的不倒翁的当前状态不是静置并且为摇摆状态或者放置异常时,即说明不倒翁被外力推动还未停止摇摆或者不倒翁处于较软的接触底面,例如沙发或者床上,此时通过提示模块发送状态异常提示信息。示例性的,若不倒翁的当前状态为摇摆状态时,可以通过语音模块播放预设提示音,例如“让我再摇一会”等;若不倒翁的当前状态为放置异常,则也可以通过语音模块播放预设提示音,例如“请将我放置在平面上”等。
需要说明的是,不倒翁向用户发送状态异常提示信息之后,可以继续获取不倒翁的当前状态,直到当前状态为静置时,执行当前控制指令对应的运动;也可以不执行当前控制指令等待用户新的控制指令。
本实施例通过接收不倒翁的控制指令,控制指令包括运动类型,根据运动类型确定对应的控制参数,当不倒翁的当前状态为静置,则根据控制参数启动不倒翁中的马达,以使不倒翁按照运动类型运动,不倒翁的当前状态为摇摆状态或者放置异常,则向用户发送状态异常提示信息。本实施例通过不同的控制参数控制固定飞轮的马达瞬时启动和停止,产生瞬时扭矩,来打破不倒翁的静平衡,使其实现不同类型的运动效果,本发明实施例中内置马达动力模拟外力推动的方式成本低,较为简便的实现不倒翁的运动;并且在不倒翁的状态不能实现运动控制时,发送提示信息给用户,更加人性化,提高用户的体验效果。
实施例三
图8为本发明实施例三中的不倒翁控制装置的结构示意图,本实施例可适用于实现不倒翁的控制的情况。本发明实施例所提供的不倒翁控制装置可执行本发明任意实施例所提供的不倒翁控制方法,具备执行方法相应的功能模块和有益效果。该装置具体包括指令模块310、参数模块320和运动模块330,其中:
指令模块310,用于接收不倒翁的控制指令,控制指令包括运动类型;
参数模块320,用于根据运动类型确定对应的控制参数;
运动模块330,用于不倒翁的当前状态为静置,则根据控制参数启动不倒翁中的马达,以使不倒翁按照运动类型运动。
本发明实施例通过接收不倒翁的控制指令,控制指令包括运动类型,根据运动类型确定对应的控制参数,当不倒翁的当前状态为静置,则根据控制参数启动不倒翁中的马达,以使不倒翁按照运动类型运动。本发明实施例通过不同的控制参数控制固定飞轮的马达瞬时启动和停止,产生瞬时扭矩,来打破不倒翁的静平衡,使其实现不同类型的运动效果,本发明实施例中内置马达动力模拟外力推动的方式成本低,较为简便的实现不倒翁的运动。
可选地,运动类型为轻摇摆或者重摇摆,控制参数为单次通电的电流大小,电流大小与不倒翁的摇摆幅度对应。
可选地,运动类型为连续摇摆,控制参数为等间隔时长的两次或两次以上通电,等间隔时长与不倒翁的摇摆幅度对应。
可选地,单次通电的通电时长为不倒翁摇摆周期的1/4。
可选地,该装置还包括:
提示模块,用于不倒翁的当前状态为摇摆状态或者放置异常,则向用户发送状态异常提示信息。
本发明实施例所提供的不倒翁控制装置可执行本发明任意实施例所提供的不倒翁控制方法,具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
实施例四
图9为本发明实施例四中的设备的结构示意图。该设备可以为一个不倒翁,图9示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性设备412的框图。图9显示的设备412仅仅是一个示例,不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图9所示,设备412以通用设备的形式表现。设备412的组件可以包括但不限于:一个或者多个处理器416,存储装置428,连接不同系统组件(包括存储装置428和处理器416)的总线418。
总线418表示几类总线结构中的一种或多种,包括存储装置总线或者存储装置控制器,外围总线,图形加速端口,处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说,这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(Industry SubversiveAlliance,ISA)总线,微通道体系结构(Micro Channel Architecture,MAC)总线,增强型ISA总线、视频电子标准协会(Video Electronics Standards Association,VESA)局域总线以及外围组件互连(Peripheral Component Interconnect,PCI)总线。
设备412典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被设备412访问的可用介质,包括易失性和非易失性介质,可移动的和不可移动的介质。
存储装置428可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质,例如随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)430和/或高速缓存存储器432。设备412可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例,存储系统434可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图9未显示,通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图9中未示出,可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器,以及对可移动非易失性光盘,例如只读光盘(Compact Disc Read-Only Memory,CD-ROM),数字视盘(Digital Video Disc-Read Only Memory,DVD-ROM)或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下,每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线418相连。存储装置428可以包括至少一个程序产品,该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块,这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。
具有一组(至少一个)程序模块442的程序/实用工具440,可以存储在例如存储装置428中,这样的程序模块442包括但不限于操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据,这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块442通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。
设备412也可以与一个或多个外部设备414(例如键盘、指向终端、显示器424等)通信,还可与一个或者多个使得用户能与该设备412交互的终端通信,和/或与使得该设备412能与一个或多个其它计算终端进行通信的任何终端(例如网卡,调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口422进行。并且,设备412还可以通过网络适配器420与一个或者多个网络(例如局域网(Local Area Network,LAN),广域网(Wide Area Network,WAN)和/或公共网络,例如因特网)通信。如图9所示,网络适配器420通过总线418与设备412的其它模块通信。应当明白,尽管图中未示出,可以结合设备412使用其它硬件和/或软件模块,包括但不限于:微代码、终端驱动器、冗余处理器、外部磁盘驱动阵列、磁盘阵列(Redundant Arrays of Independent Disks,RAID)系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
处理器416通过运行存储在存储装置428中的程序,从而执行各种功能应用以及数据处理,例如实现本发明实施例所提供的不倒翁控制方法,该方法包括:
接收不倒翁的控制指令,控制指令包括运动类型;
根据运动类型确定对应的控制参数;
不倒翁的当前状态为静置,则根据控制参数启动不倒翁中的马达,以使不倒翁按照运动类型运动。
实施例五
本发明实施例五还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现如本发明实施例所提供的不倒翁控制方法,该方法包括:
接收不倒翁的控制指令,控制指令包括运动类型;
根据运动类型确定对应的控制参数;
不倒翁的当前状态为静置,则根据控制参数启动不倒翁中的马达,以使不倒翁按照运动类型运动。
本发明实施例的计算机存储介质,可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件,或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括:具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中,计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质,该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号,其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式,包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质,该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输,包括——但不限于无线、电线、光缆、RF等等,或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码,所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++,还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或终端上执行。在涉及远程计算机的情形中,远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机,或者,可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。