[发明专利]一种双臂扬琴机器人的敲击避碰方法、设备及存储设备

说明书

本发明提供了一种双臂扬琴机器人的敲击避碰方法、设备及存储设备，一种双臂扬琴机器人的敲击避碰方法，通过双臂扬琴机器人的琴面敲击点的空间坐标，建立琴面敲击点的拟合平面方程，从而得到琴竹初始位置的拟合平面，使敲击时的高度相同，方便控制敲击力度，通过根据所述最短距离分别建立左臂的琴竹末端缓冲区和右臂的琴竹末端缓冲区，避免敲击时机械臂碰撞；一种双臂扬琴机器人的敲击避碰设备及存储设备，用于实现双臂扬琴机器人的敲击避碰方法。本发明的有益效果是：本发明通过琴竹初始位置的平面方程和缓冲区，更容易控制双臂扬琴机器人敲击时的高度和力度，有效避免敲击过程中可能发生碰撞的情况，使双臂扬琴机器人的演奏更协调、更类人化。

技术领域

本发明涉及机器人领域，尤其涉及一种双臂扬琴机器人的敲击避碰方法、设备及存储设备。

背景技术

近年来，随着人们物质生活发展的极大丰富，人们开始追求在精神层面的更高的享受，学习乐器作为提升人们精神水平一种有效途径却面临着从事乐器相关教学人员的不足以及费用昂贵与学习时间不灵活等方面的问题。而随着科技的发展，利用机器人来演奏乐器在国内外已经有了一定的研究基础，许多国家也投入了大量人力物力去研究相关技术。

扬琴作为中国古典乐器之一，在对其演奏的机器人方面的研究一方面有助于发展与弘扬中国传统文化，让更多的人增强对传统文化的认同感；在另一方面可以研究相关智能算法搭建对机器人与人工智能等领域的研究平台，具有很强的科研价值。

扬琴作为中国传统乐器，对其演奏的机器人的研究还相对较少，扬琴机器人作为具有双臂的类人化的机器人，对其研究具有很强的科技价值与经济意义。本发明提出一种基于扬琴机器人的避碰敲击的方法，能够在敲击过程中使得琴竹末端最终停留在扬琴琴面的上方相同的高度，方便控制敲击的力度，同时能够有效避免在敲击的过程中琴竹的相互碰撞与敲击的过程中，单一手臂发生大的位移导致机械臂碰撞与敲击的不协调现象，实现了敲击过程的智能化与类人化。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种双臂扬琴机器人的敲击避碰方法、设备及存储设备，一种双臂扬琴机器人的敲击避碰方法，所述双臂扬琴机器人包括左臂和右臂，左臂和右臂分别设有用于敲击琴面敲击点的琴竹，所述方法主要包括以下步骤：

S101：根据双臂扬琴机器人的琴面敲击点的空间坐标，采用最小二乘法建立琴面敲击点的拟合平面方程；

S102：根据所述拟合平面方程，确定琴面敲击点的拟合平面；

S103：根据所述琴面敲击点的拟合平面，建立琴竹初始位置的拟合平面，得到琴竹初始位置的平面方程；

S104：根据所述双臂扬琴机器人的琴面敲击点的空间坐标，计算出所有相邻的琴面敲击点之间的最短距离，根据所述最短距离分别建立左臂的琴竹末端缓冲区和右臂的琴竹末端缓冲区；

S105：所述双臂扬琴机器人接收乐曲的敲击序列；

S106：根据所述敲击序列，判断左臂的琴竹末端缓冲区与右臂的琴竹末端缓冲区是否发生重叠？若是，则到步骤S107；若否，则到步骤S108；

S107：所述双臂扬琴机器人左臂的琴竹末端和右臂琴竹末端分别敲击离所述琴竹末端最近的敲击点，然后到步骤S111；

S108：判断所述双臂扬琴机器人的左臂或右臂的当前敲击点与下一敲击点的距离是否大于j/2？若是，则到步骤S109；若否，则到步骤S110；j为所述双臂扬琴机器人的敲击主平面的宽度；

S109：由另外的右臂或左臂协助敲击下一个敲击点，然后到步骤S111；

S110：所述双臂扬琴机器人的左臂或右臂按照所述敲击序列敲击下一个敲击点；

S111：判断所述敲击序列是否执行完毕？若是，则到步骤S112；若否，则回到步骤S105；