CN110084890A - 基于混合现实的机械臂文字复写方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开一种基于混合现实的机械臂文字复写方法及装置,其中方法包括如下步骤:基于图像识别算法分析出待复写文字的笔画路径,根据笔画路径控制至机械臂进行文字复写,采集机械臂在进行文字复写时的运动状态参数,基于混合现实技术将机械臂的虚拟3D图像全息投影到真实空间中,使虚拟影像按照上述运动状态参数实时模拟机械臂的真实运行状态。采用本发明,通过图像识别中的骨架算法拟合人类笔迹,可以提高机械臂复写还原文字的还原效果,通过3D图像全息投影,可以实时模拟机械臂的真实运行状态,满足技术人员非现场多角度查看的需求。
Description
技术领域
本发明涉及自动控制技术领域,尤其涉及一种基于混合现实的机械臂文字复写方法及装置。
背景技术
机器人的应用越来越广泛。机械手臂是机器人的形态之一。通过机械手臂,可以模仿人类的操作,完成人类所无法完成的部分工作,或更精确地完成原来需要人类完成的操作。某些场景下,点阵打印方式不适用,必须使用轨迹路径绘制的方式完成。其中一个应用场景是,用机械手臂模仿人类手臂的运动轨迹,实现例如:写字、激光刻蚀、3D打印等操作,机械手臂的运行轨迹也可以反向提示人们当前的工作状态是否正常。
现有技术中,机械手臂书写文字主要还是通过在电脑上人为绘制文字路径,或者是通过控制机械手臂运动记录路径,再用电脑不断调试的方式来完成最终的书写。而人类在非电子产品表面(比如:纸张)书写之后,线条都有一定宽度,一般的处理方法只能获取线条轮廓路径数据,因此在机械手臂复写时将无法复原人类手写的轨迹,而只能画出线条轮廓,呈现的复写效果具有较大的失真度。而且,机械手臂在运行过程中的状态只可以通过现场观看,对于不在现场的技术人员来说,很难多角度的查看根据机械臂的运行状态进而确定其是否工作正常。
发明内容
本发明实施例提供一种基于混合现实的机械臂文字复写方法及装置,通过图像识别中的骨架算法拟合人类笔迹,可以提高机械臂复写还原文字的还原效果,通过3D图像全息投影,可以实时模拟机械臂的真实运行状态,满足技术人员非现场多角度查看的需求。
本发明实施例第一方面提供了一种基于混合现实的机械臂文字复写方法,可包括:
基于图像识别算法分析出待复写文字的笔画路径;
根据笔画路径控制至机械臂进行文字复写;
采集机械臂在进行文字复写时的运动状态参数;
基于混合现实技术将机械臂的虚拟3D图像全息投影到真实空间中,使虚拟影像按照采集到的运动状态参数实时模拟机械臂的真实运行状态。
进一步的,上述方法还包括:
获取包含待复写文字的图像数据。
进一步的,在基于图像识别算法分析出待复写文字的笔画路径时,上述方法还包括:
计算图像数据中待复写文字的骨架信息;
提取骨架信息中的连续线段;
将连续线段转化为笔画路径。
进一步的,在将连续线段转化为笔画路径时,上述方法还包括:
将连续线段中的直线转换为两点间的直线笔画路径;
将连续线段中的曲线用贝塞尔曲线拟合出曲线笔画路径。
进一步的,上述方法还包括:
在笔画路径上设置垂线,垂线被笔画路径的边缘裁剪成不同的线段,线段的长短代表笔画路径的宽度;
将宽度换算为机械臂在笔画路径复写过程中的笔尖高度。
本发明实施例第二方面提供了一种基于混合现实的机械臂文字复写装置,可包括:
路径分析模块,用于基于图像识别算法分析出待复写文字的笔画路径;
复写控制模块,用于根据笔画路径控制至机械臂进行文字复写;
参数采集模块,用于采集机械臂在进行文字复写时的运动状态参数;
全息投影模块,用于基于混合现实技术将机械臂的虚拟3D图像全息投影到真实空间中,使虚拟影像按照采集到的运动状态参数实时模拟机械臂的真实运行状态。
进一步的,上述装置还包括:
数据获取模块,用于获取包含待复写文字的图像数据。
进一步的,上述路径分析模块包括:
信息计算单元,用于计算图像数据中待复写文字的骨架信息;
线段提取单元,用于提取骨架信息中的连续线段;
路径转化单元,用于将连续线段转化为笔画路径。
进一步的,上述路径转化单元包括:
直线路径转化子单元,用于将连续线段中的直线转换为两点间的直线笔画路径;
曲线路径转化子单元,用于将连续线段中的曲线用贝塞尔曲线拟合出曲线笔画路径。
进一步的,上述装置还包括:
垂线设置模块,用于在笔画路径上设置垂线,垂线被笔画路径的边缘裁剪成不同的线段,线段的长短代表笔画路径的宽度;
高度换算模块,用于将宽度换算为机械臂在笔画路径复写过程中的笔尖高度。
在本发明实施例中,通过图像识别中的骨架算法拟合人类笔迹,提高了机械臂复写还原文字的还原效果,通过3D图像全息投影,实现了实时模拟机械臂的真实运行状态,满足了技术人员非现场多角度查看的需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是本发明实施例提供的一种基于混合现实的机械臂文字复写方法的流程示意图;
图2是本发明实施例提供的一种基于混合现实的机械臂文字复写装置的结构示意图;
图3是本发明实施例提供的路径分析模块的结构示意图;
图4是本发明实施例提供的路径转化单元的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本发明实施例提供的基于混合现实的机械臂文字复写方法可以应用于机械臂模仿已故书画家的作品的应用场景中。
下面将结合附图1,对本发明实施例提供的基于混合现实的机械臂文字复写方法进行详细介绍。
请参见图1,为本发明实施例提供了一种基于混合现实的机械臂文字复写方法的流程示意图。如图1所示,本发明实施例的所述方法可以包括以下步骤S101-步骤S104。
S101,基于图像识别算法分析出待复写文字的笔画路径。
可以理解的是,上述装置可以获取包含待复写文字的图像数据,例如,用拍照方式获取的已故书画家的书画作品的图像。
具体的,上述装置可以基于图像识别算法分析出待复写文字的笔画路径,上述图像识别算法可以是骨架算法,上述笔画路径可以是待复写文字按照人类书写规范进行书写时的笔迹。例如,“生这个字的笔画包括丿、一、一、丨、一,则其对应的笔画路径为书写上述笔画时的笔迹”。
在可选实施例中,上述装置可以根据上述骨架算法计算图像数据中待复写文字的骨架信息,进一步的,可以提取该骨架信息中的连续线段,再将连续线段转化为笔画路径。
在可选实施例中,上述装置可以将连续线段中的直线转换为两点间的直线笔画路径,将其中的曲线用贝塞尔曲线拟合出曲线笔画路径。
需要说明的是,当待复写文字为毛笔字时,上述装置可以在上述笔画路径上设置垂线,该垂线被笔画路径的边缘裁剪成不同的线段,线段的长短代表笔画路径的宽度。进一步的,可以将上述宽度换算为机械臂在笔画路径复写过程中的笔尖高度,最终使机械臂复写出的毛笔字达到最好的呈现效果。
S102,根据笔画路径控制至机械臂进行文字复写。
具体的,上述装置可以根据笔画路径控制至机械臂进行文字复写。可选的,在机械臂进行文字复写的过程中,上述装置也可以根据用户输入的调整数据调整复写的路径。
需要说明的是,上述机械臂对文字的复写方法也可以应用在其他作品的类似复制中,其他的类似复制方法均在本发明实施例的保护范围内,此处不再穷举。
S103,采集机械臂在进行文字复写时的运动状态参数。
具体的,上述装置可以采集机械臂在进行文字复写时的运动状态参数,该参数可以指示机械臂的当前运动状态。
S104,基于混合现实技术将机械臂的虚拟3D图像全息投影到真实空间中。
可以理解的是,投影后的虚拟影像会按照上述运动状态参数实时模拟机械臂的真实运行状态。用户可戴着眼镜移动,或多人同时观看,从各角度观察机械臂在文字复写运行过程的部件状态,从而实现了设备的故障分析,满足了多人协作的应用。
在本发明实施例中,通过图像识别中的骨架算法拟合人类笔迹,提高了机械臂复写还原文字的还原效果,通过3D图像全息投影,实现了实时模拟机械臂的真实运行状态,满足了技术人员非现场多角度查看的需求。
需要说明的是,在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行,并且,虽然在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
下面将结合附图2-附图4,对本发明实施例提供的基于混合现实的机械臂文字复写装置进行详细介绍。需要说明的是,附图2-附图4所示的复写装置,用于执行本发明图1所示实施例的方法,为了便于说明,仅示出了与本发明实施例相关的部分,具体技术细节未揭示的,请参照本发明图1所示的实施例。
请参见图2,为本发明实施例提供了一种基于混合现实的机械臂文字复写装置的结构示意图。如图2所示,本发明实施例的复写装置1可以包括:路径分析模块11、复写控制模块12、参数采集模块13、全息投影模块14、数据获取模块15、垂线设置模块16和高度换算模块17。其中,路径分析模块11如图3所示,包括信息计算单元111、线段提取单元112和路径转化单元113。路径转化单元113如图4所示,包括直线路径转化子单元1131和曲线路径转化子单元1132。
路径分析模块11,用于基于图像识别算法分析出待复写文字的笔画路径。
可以理解的是,数据获取模块15可以获取包含待复写文字的图像数据,例如,用拍照方式获取的已故书画家的书画作品的图像。
具体实现中,路径分析模块11可以基于图像识别算法分析出待复写文字的笔画路径,上述图像识别算法可以是骨架算法,上述笔画路径可以是待复写文字按照人类书写规范进行书写时的笔迹。例如,“生这个字的笔画包括丿、一、一、丨、一,则其对应的笔画路径为书写上述笔画时的笔迹”。
在可选实施例中,信息计算单元111可以根据上述骨架算法计算图像数据中待复写文字的骨架信息,进一步的,线段提取单元112可以提取该骨架信息中的连续线段,路径转化单元113再将连续线段转化为笔画路径。
在可选实施例中,直线路径转化子单元1131可以将连续线段中的直线转换为两点间的直线笔画路径,曲线路径转化子单元1132将其中的曲线用贝塞尔曲线拟合出曲线笔画路径。
需要说明的是,当待复写文字为毛笔字时,垂线设置模块16可以在上述笔画路径上设置垂线,该垂线被笔画路径的边缘裁剪成不同的线段,线段的长短代表笔画路径的宽度。进一步的,高度换算模块17可以将上述宽度换算为机械臂在笔画路径复写过程中的笔尖高度,最终使机械臂复写出的毛笔字达到最好的呈现效果。
复写控制模块12,用于根据笔画路径控制至机械臂进行文字复写。
具体实现中,复写控制模块12可以根据笔画路径控制至机械臂进行文字复写。可选的,在机械臂进行文字复写的过程中,复写控制模块12也可以根据用户输入的调整数据调整复写的路径。
需要说明的是,上述机械臂对文字的复写方法也可以应用在其他作品的类似复制中,其他的类似复制方法均在本发明实施例的保护范围内,此处不再穷举。
参数采集模块13,用于采集机械臂在进行文字复写时的运动状态参数。
具体实现中,参数采集模块13可以采集机械臂在进行文字复写时的运动状态参数,该参数可以指示机械臂的当前运动状态。
全息投影模块14,用于基于混合现实技术将机械臂的虚拟3D图像全息投影到真实空间中。
可以理解的是,投影后的虚拟影像会按照上述运动状态参数实时模拟机械臂的真实运行状态。用户可戴着眼镜移动,或多人同时观看,从各角度观察机械臂在文字复写运行过程的部件状态,从而实现了设备的故障分析,满足了多人协作的应用。
在本发明实施例中,通过图像识别中的骨架算法拟合人类笔迹,提高了机械臂复写还原文字的还原效果,通过3D图像全息投影,实现了实时模拟机械臂的真实运行状态,满足了技术人员非现场多角度查看的需求。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的程序可存储于计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory,ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory,RAM)等。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,因此依本发明权利要求所作的等同变化,仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (10)
1.一种基于混合现实的机械臂文字复写方法,其特征在于,包括:
基于图像识别算法分析出待复写文字的笔画路径;
根据所述笔画路径控制至机械臂进行文字复写;
采集所述机械臂在进行文字复写时的运动状态参数;
基于混合现实技术将所述机械臂的虚拟3D图像全息投影到真实空间中,使虚拟影像按照采集到的运动状态参数实时模拟机械臂的真实运行状态。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
获取包含待复写文字的图像数据。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,在基于图像识别算法分析出待复写文字的笔画路径时,所述方法还包括:
计算所述图像数据中待复写文字的骨架信息;
提取所述骨架信息中的连续线段;
将所述连续线段转化为笔画路径。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,在将所述连续线段转化为笔画路径时,所述方法还包括:
将所述连续线段中的直线转换为两点间的直线笔画路径;
将所述连续线段中的曲线用贝塞尔曲线拟合出曲线笔画路径。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
在所述笔画路径上设置垂线,所述垂线被所述笔画路径的边缘裁剪成不同的线段,所述线段的长短代表所述笔画路径的宽度;
将所述宽度换算为所述机械臂在所述笔画路径复写过程中的笔尖高度。
6.一种基于混合现实的机械臂文字复写装置,其特征在于,包括:
路径分析模块,用于基于图像识别算法分析出待复写文字的笔画路径;
复写控制模块,用于根据所述笔画路径控制至机械臂进行文字复写;
参数采集模块,用于采集所述机械臂在进行文字复写时的运动状态参数;
全息投影模块,用于基于混合现实技术将所述机械臂的虚拟3D图像全息投影到真实空间中,使虚拟影像按照采集到的运动状态参数实时模拟机械臂的真实运行状态。
7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:
数据获取模块,用于获取包含待复写文字的图像数据。
8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述路径分析模块包括:
信息计算单元,用于计算所述图像数据中待复写文字的骨架信息;
线段提取单元,用于提取所述骨架信息中的连续线段;
路径转化单元,用于将所述连续线段转化为笔画路径。
9.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述路径转化单元包括:
直线路径转化子单元,用于将所述连续线段中的直线转换为两点间的直线笔画路径;
曲线路径转化子单元,用于将所述连续线段中的曲线用贝塞尔曲线拟合出曲线笔画路径。
10.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:
垂线设置模块,用于在所述笔画路径上设置垂线,所述垂线被所述笔画路径的边缘裁剪成不同的线段,所述线段的长短代表所述笔画路径的宽度;
高度换算模块,用于将所述宽度换算为所述机械臂在所述笔画路径复写过程中的笔尖高度。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190802 |