TWI579668B - 多工同步無等待機器人控制程式系統及其控制方法 - Google Patents

Description

多工同步無等待機器人控制程式系統及其控制方法

本發明關於一種機器人控制系統及其控制方法，尤其是指一種簡易化可方便操作者控制機器人的解編譯系統程式，並使機器人動作流暢的多工同步無等待機器人控制程式系統及其控制方法。

典型的機器人進行動作是在關節處靠馬達運轉，而機器人上通常具有複數個關節，因此需要複數個馬達分別帶動。複數個馬達進行不同時間及不同作動角度運作，需要利用計算機程式來進行動作控制。計算機程式可分成兩大類：一為作業系統，另一為應用操控程式，較常見者是兩者混合設計為一，下文所述機器人控制程式將不特別區分是分開設計的系統或是混合設計的系統。

機器人其它可控制裝置如影樣擷取、聲音擷取、聲音播放、網路資料搜尋等，皆有慢速處理之特性，例如機器人的主人以口語下達命命，控制程式擷取聲音或影像，必要時可上網搜尋資料，然後以動作、語音、燈號或顯示幕各類形式回應主人的需求，常見的機器人控制程式設計是分階段進行，必須等待訊息完全處理完成，才會見到相關回應，因此看見機器人動作停頓是常有的事。

如前段說明，習知的機器人控制程式，僅能進行單一馬達運轉，需等待到位後才能再控制另一顆馬達，除了有等待時間外，並且造成整個機器人動作不流暢。而現階段的機器人控制程式為達成複數個馬達同時運轉，或是要同時進行機器人影音處理，使機器人動作流暢，控制程式需加入多個條件判斷式去加以控制，不僅使機器人控制程式過於複雜，且僅能適應同一動作。一但須要更換動作，須將機器人控制程式內的所有相關參數進行更動，如此限制機器人發展空間。因此，針對上述機器人控制程式所存在之問題點，如何開發一種更具理想實用性之創新使用操作系統，實使用消費者所殷切企盼，亦係相關業者須努力研發突破之目標及方向。

本發明是指一種多工同步無等待機器人控制程式系統及其控制方法，將機器人程式控制系統拆分成解編譯系統程式與使用者的應用操控程式兩大部分，使用者僅需在應用操控程式下達簡單的高階控制指令，解編譯系統程式將自動處理機器人應用操控程式中隱含未明示的多個條件判斷式及時間等待，以達到更方便操作者控制機器人的功效。

為了達到上述目的，本發明係提供一種多工同步無等待機器人控制程式系統，包括有：一機器人部、一計算機控制部以及一程式取代單元。該機器人部其具有複數個結構體、複數個驅動裝置以及若干個訊號裝置，該驅動裝置分別連接二該結構體，且使其中之一該結構體可進行預定角度之一旋轉位移運動，而該訊號裝置可進行預定之一作動訊號。

該計算機控制部其與機器人部電訊連接，可控制該機器人部之作動，該計算機控制部更包括有：一程式記憶單元、一解編譯執行單元以及一控制通訊介面。該程式記憶單元除安裝有解編譯系統程式外，並提供使用者輸入應用操控程式，該應用操控程式提供控制馬達旋轉位移運動的角度訊號及訊號時間、其它訊號裝置的作動訊號及作動時間以及上述訊號及時間的作動順序。該解編譯執行單元其與該程式記憶單元電訊連接，且可接收該應用操控程式，由解編譯執行單元將該應用操控程式碼處理成一控制指令。該控制通訊介面其與複數個該驅動裝置以及若干個訊號裝置電訊連接，接收該解編譯執行單元的控制指令，且使該複數個驅動裝置以及若干個訊號裝置依該應用操控程式所提供的該旋轉位移運動的角度訊號及訊號時間、該訊號裝置的作動訊號及作動時間以及上述訊號及時間的作動順序進行作動，另外亦將機器人部所回授的訊號傳回給解編譯執行單元，以了解機器人部的動作狀態。

為了達到上述目的，本發明係提供一種多工同步無等待機器人程式控制方法，隱藏條件判斷方法，包括有下列步驟：

提供一機器人部以及一計算機控制部，該機器人部其可進行預定之一作動方式，該計算機控制部其與該機器人部電訊連接，該計算機控制部具有一第一主程式、一第二主程式、一副程式以及一訊號輸入狀態。

執行該計算機控制部之該第一主程式，當該第一主程式具有該訊號輸入狀態檢查功能，判斷該訊號輸入狀態是否執行一副程式指令。

若當該訊號輸入狀態是輸入該執行指令時，則執行該副程式；若當該訊號輸入狀態不是輸入該執行指令時，則執行接續的第二主程式。

該第二主程式執行結束。

以該計算機控制部控制該機器人部之該作動方式。

為了達到上述目的，本發明係提供一種多工同步無等待機器人程式控制方法，略除多餘等待方法，包括有下列步驟：

提供一機器人部以及一計算機控制部，該機器人部其可進行預定之一作動方式，該計算機控制部其與該機器人部電訊連接，該計算機控制部具有一第一主程式、一第二主程式、一第一副程式、一第二副程式、一第一訊號狀態以及一第二訊號狀態。

執行該計算機控制部之該第一主程式。

該第一主程式位於該第一訊號狀態，則執行該第一副程式。

該第一副程式位於該第二訊號狀態，判斷該第二訊號狀態是否為一耗時指令。

若當該第二訊號狀態為該耗時指令時，則同時執行該第二主程式以及該耗時指令，且當該耗時指令執行結束，執行該第二副程式；若當該第二訊號狀態不是為該耗時指令時，則執行接續的第二副程式。

該第二主程式執行結束。

以該計算機控制部控制該機器人部之該作動方式。

為達成上述目的及功效，本發明所採用之技術手段及構造，茲繪圖就本發明較佳實施例詳加說明其特徵與功能如下，俾利完全了解。

請參閱圖1及圖2所示，其為本發明之多工同步無等待機器人控制程式系統較佳實施例之系統架構示意圖，及機器人部較佳實施例之正視結構示意圖。本發明之多工同步無等待機器人控制程式系統，包括有：一機器人部1、一計算機控制部2及一程式取代單元3。請再參閱圖2，該機器人部1更包括有複數個結構體11、複數個驅動裝置12以及若干個訊號裝置13，於本發明較佳時實施中，該結構體11其為剛性結構，為組成該機器人部1之身體及四肢等結構。而該驅動裝置12分別連接二該結構體11、11a，較佳者為一伺服馬達，因此可以使相連接之二該結構體11、11a中其中之一該結構體11以另一該結構體11a為軸心，進行預定角度θ之一旋轉位移運動91。而該訊號裝置13位於該機器人部1之眼睛或嘴巴等，因此該訊號裝置13可以為一訊號輸入裝置，該訊號輸入裝置為一開關裝置、一按鍵裝置、一觸控裝置、一影像擷取裝置、一聲音擷取裝置、一味道檢測裝置、一壓力裝置、一溫溼度檢知裝置、一運動速度狀態檢知裝置以及一距離測量裝置的至少其中之一。而該訊號裝置13亦可以是一訊號輸出裝置，該訊號輸出裝置為一燈光裝置、一聲音裝置、一震動裝置、一氣味裝置、一文字圖案訊息顯示裝置、一環境狀態調整裝置以及一位置運動裝置的至少其中之一，所以該訊號裝置13可進行預定之一作動訊號，該作動訊號可以為燈光閃爍、播放聲音、錄製影像、錄製聲音或顯示文字圖案訊息等。由以上複數個驅動裝置12以及若干個訊號裝置13之不同組合動作，如該旋轉位移運動91的角度訊號及訊號時間、該訊號裝置13的作動訊號及作動時間以及上述訊號及時間的組合作動順序所形成不同組合，使該機器人部1呈現出預定之一作動方式，例如跳舞、行走、取物或說話等。

該計算機控制部2其與該機器人部1電訊連接，可控制該機器人部1之該作動方式，該計算機控制部2更包括有：一程式記憶單元21、一解編譯執行單元22以及一控制通訊介面23。該程式記憶單元21提供輸入一應用操控程式210，該應用操控程式210控制該機器人部1之該作動方式。該解編譯執行單元22其與該程式記憶單元21電訊連接，且可接收該應用操控程式210，並將該應用操控程式210處理成一控制指令220。該控制通訊介面23其與該機器人部1電訊連接，以本較佳實施例中，該控制通訊介面23與複數個該驅動裝置12以及若干個訊號裝置13電訊連接。該控制通訊介面23接收該解編譯執行單元22的控制指令220，且使該機器人部1進行該作動方式，並且傳回機器人部1的回饋指令31傳回給解編譯執行單元22，以了解機器人部1的動作狀態。

該程式取代單元3其以一網路4與該控制通訊介面23電訊連接，該程式取代單元3儲存有應用操控程式210欲網路搜尋的資料，抑或是一外部計算機控制部能遙控本地機器人或可被控制的外部機器人。而該計算機控制部2中，該程式記憶單元21提供輸入該應用操控程式210時，經過解編譯執行單元22處理過的控制指令220，透過控制通訊介面23以網路4傳遞至該程式取代單元3，該程式取代單元3儲存有分別與若干控制指令220一一相對應之若干個回饋指令31。這些回饋指令31將透過通訊控制介面23傳回給解編譯執行單元22處理。

請同時參閱圖3A及圖3B所示，為本發明多工同步無等待機器人程式控制方法第一較佳實施例之程式架構及流程方塊示意圖。本發明多工同步無等待機器人程式控制方法，可隱藏條件判斷方法，包括有下列步驟：

步驟61：提供一機器人部1以及一計算機控制部2，該機器人部1其可進行預定之一作動方式，該計算機控制部2其與該機器人部1電訊連接，該計算機控制部具有一第一主程式51、一第二主程式52、一副程式53以及一訊號輸入狀態54。

步驟62：執行該計算機控制部之該第一主程式51。

步驟63：當該第一主程式51具有該訊號輸入狀態檢查功能，判斷該訊號輸入狀態54是否執行一副程式53指令。

步驟64：若當該訊號輸入狀態54是輸入該執行指令時，則執行該副程式53。

步驟65：若當該訊號輸入狀態54不是輸入該執行指令時，則執行接續的第二主程式52。

步驟66：該第二主程式52執行結束。

步驟67：以該計算機控制部2控制該機器人部1之該作動方式。

請同時參閱圖4A及圖4B所示，為本發明多工同步無等待機器人程式控制方法第二較佳實施例之程式架構及流程方塊示意圖。本發明多工同步無等待機器人程式控制方法，略除多餘等待方法，包括有下列步驟：

步驟81：提供一機器人部1以及一計算機控制部2，該機器人部其可進行預定之一作動方式，該計算機控制部2其與該機器人部1電訊連接，該計算機控制部2具有一第一主程式71、一第二主程式72、一第一副程式73、一第二副程式74、一第一訊號狀態75以及一第二訊號狀態76。

步驟82：執行該計算機控制部2之該第一主程式71。

步驟83：該第一主程式71位於該第一訊號狀態75，則執行該第一副程式73。

步驟84：該第一副程式73位於該第二訊號狀態76，判斷該第二訊號狀態76是否為一耗時指令。

步驟85：若當該第二訊號狀態76為該耗時指令時，則同時執行該第二主程式72以及該耗時指令，步驟851：當該耗時指令執行結束，步驟852：執行該第二副程式74。

步驟86：若當該第二訊號狀態76不是為該耗時指令時，則執行接續的第二副程式74。

步驟87：該第二主程式72執行結束。

步驟88：以該計算機控制部2控制該機器人部1之該作動方式。

惟，以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，非因此即拘限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所為之簡易修飾及等效結構變化，均應同理包含於本發明之專利範圍內，合予陳明。

1‧‧‧機器人部
11、11a‧‧‧結構體
12‧‧‧驅動裝置
13‧‧‧訊號裝置
2‧‧‧計算機控制部
21‧‧‧程式記憶單元
210‧‧‧應用操控程式
22‧‧‧解編譯執行單元
220‧‧‧控制指令
23‧‧‧控制通訊介面
3‧‧‧程式取代單元
31‧‧‧回饋指令
4‧‧‧網路
51‧‧‧第一主程式
52‧‧‧第二主程式
53‧‧‧副程式
54‧‧‧訊號輸入狀態
61‧‧‧提供一機器人部以及一計算機控制部
62‧‧‧執行計算機控制部之第一主程式
63‧‧‧判斷訊號輸入狀態是否執行一副程式指令
64‧‧‧執行該副程式
65‧‧‧執行接續的第二主程式
66‧‧‧第二主程式執行結束
67‧‧‧以計算機控制部控制機器人部之作動方式
71‧‧‧第一主程式
72‧‧‧第二主程式
73‧‧‧第一副程式
74‧‧‧第二副程式
75‧‧‧第一訊號狀態
76‧‧‧第二訊號狀態
81‧‧‧提供一機器人部以及一計算機控制部
82‧‧‧執行計算機控制部之第一主程式
83‧‧‧位於第一訊號狀態執行第一副程式
84‧‧‧位於第二訊號狀態，判斷第二訊號狀態是否為一耗時指令
85‧‧‧同時執行第二主程式以及耗時指令
851‧‧‧耗時指令執行結束
852‧‧‧執行第二副程式
86‧‧‧執行接續的第二副程式
87‧‧‧第二主程式執行結束
88‧‧‧以計算機控制部控制機器人部之作動方式
91‧‧‧旋轉位移運動
θ‧‧‧角度

圖1所示為本發明多工同步無等待機器人控制程式系統較佳實施例之系統架構示意圖。 圖2所示為本發明機器人部較佳實施例之正視結構示意圖。 圖3A所示為本發明多工同步無等待機器人程式控制方法第一較佳實施例之程式架構示意圖。 圖3B所示為本發明多工同步無等待機器人程式控制方法第一較佳實施例之流程方塊示意圖。 圖4A所示為本發明多工同步無等待機器人程式控制方法第二較佳實施例之程式架構示意圖。 圖4B所示為本發明多工同步無等待機器人程式控制方法第二較佳實施例之流程方塊示意圖。

1‧‧‧機器人部

2‧‧‧計算機控制部

21‧‧‧程式記憶單元

210‧‧‧應用操控程式

22‧‧‧解編譯執行單元

220‧‧‧控制指令

23‧‧‧控制通訊介面

3‧‧‧程式取代單元

31‧‧‧回饋指令

4‧‧‧網路

Claims (3)

1. 一種多工同步無等待機器人控制程式系統，包括有：一機器人部，其可進行預定之一作動方式；一計算機控制部，其與該機器人部電訊連接，可控制該機器人部之該作動方式，該計算機控制部更包括有：一程式記憶單元，提供一使用者輸入一應用操控程式，該應用操控程式控制該機器人部之該作動方式；一解編譯執行單元，其與該程式記憶單元電訊連接，且可接收該應用操控程式，並將該應用操控程式處理成一控制指令；一控制通訊介面，其與該機器人部電訊連接，接收該解編譯執行單元的該控制指令，且使該機器人部進行該作動方式；其中，該多工同步無等待機器人控制程式系統更包括有一程式取代單元，該程式取代單元其以一網路與該控制通訊介面電訊連接，且儲存有分別與若干控制指令一一相對應之若干個回饋指令；其中，當該程式記憶單元提供輸入該應用操控程式時，會以該解編譯執行單元處理所形成的該控制指令，再經由該控制通訊介面傳遞至該程式取代單元，而以該程式取代單元將該控制指令所相對應的該回饋指令透過該通訊控制介面傳回至該解編譯執行單元處理。
2. 如申請專利範圍第1項所述之多工同步無等待機器人控制程式系統，其中，該計算機控制部具有一第一主程式、一第二主程式、一副程式以及一訊號輸入狀態；執行該計算機控制部之該第一主程式，當該第一主程式具有該訊號輸入狀態檢查功能，判斷該訊號輸入狀態是否執行一副程式指令； 若當該訊號輸入狀態是輸入該執行指令時，則執行該副程式；若當該訊號輸入狀態不是輸入該執行指令時，則執行接續的第二主程式；該第二主程式執行結束；以該計算機控制部控制該機器人部之該作動方式。
3. 如申請專利範圍第1項所述之多工同步無等待機器人控制程式系統，其中，該計算機控制部具有一第一主程式、一第二主程式、一第一副程式、一第二副程式、一第一訊號狀態以及一第二訊號狀態；執行該計算機控制部之該第一主程式；該第一主程式位於該第一訊號狀態，則執行該第一副程式；該第一副程式位於該第二訊號狀態，判斷該第二訊號狀態是否為一耗時指令；若當該第二訊號狀態為該耗時指令時，則同時執行該第二主程式以及該耗時指令，且當該耗時指令執行結束，執行該第二副程式；若當該第二訊號狀態不是為該耗時指令時，則執行接續的第二副程式；該第二主程式執行結束；以該計算機控制部控制該機器人部之該作動方式。