[发明专利]支持程序分解和复用的实物编程系统

说明书

本发明属于人机交互领域，具体涉及了一种支持程序分解和复用的实物编程系统，旨在解决现有的实物编程系统不支持程序的分解和复用，编程难度高、效率低的问题。本发明系统包括：多个实物编程块，分别设置有对应的程序语义标识，通过多个实物编程块的排列进行程序的实物表示；多个地图组件，包括平面地图组件和/或立体地图组件，构建平面和/或立体行进地图；多个程序片段组件，用于设置对应的程序语义标识；机器人，构建并运行多个实物编程块对应的程序语义程序，若读取到行进地图中放置的程序片段组件，则执行对应程序。本发明通过分解程序分段进行编程的方式，支持程序片段的分解、复现、复用和重组，降低编程及调试的难度，提高编程的效率。

技术领域

本发明属于人机交互技术领域，具体涉及了一种支持程序分解和复用的实物编程系统。

背景技术

在信息化的新时代，编程教育受到了越来越多的重视。编程作为计算机科学教育中的重要组成部分，是培养计算思维的一种有效途径。目前适合儿童的编程系统包括图形化编程系统和实物编程系统，对于年龄较小的儿童来说，实物交互方式因为符合儿童的认知习惯而被认为是一种更有效的交互方式。

目前已有的实物编程系统的交互界面可按照程序输出形式分为虚实混合界面和纯实物界面。虚实混合界面使用手机或电脑的屏幕作为输出媒介，将程序运行在虚拟世界中。一种面向合作的实物编程方法及系统[1]，公开了面向合作的实物编程方式，儿童可以通过摆放编程块来完成电脑端的一个数字场景下的合作任务。基于增强现实的实物编程系统[2]，公开了基于增强现实技术的实物编程方式，将数字化的视觉反馈叠加在实物交互界面，来帮助儿童更好的理解程序。纯实物界面的输入输出均采用实物的方式，一种便携式实物编程系统[3]，公开了一种便携式的实物编程系统，其完全独立于电脑，基于硬件设备完成。

总的来说，现有的实物编程系统，不支持程序的分解，无法使用分解后的程序片段实现复现、复用和重组，编程难度高、效率低。

以下文献是与本发明相关的技术背景资料：

[1]王丹力、邓小舟、金乔，一种面向合作的实物编程方法及系统，2018-06.CN108228153A

[2]王丹力、邓小舟、金乔，一种基于增强现实的实物编程方法及系统，2018-07.CN108279878A

[3]王丹力、齐云凤、张洋、王宏安，一种便携式实物编程方法及系统，2013-12.CN103456203A

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即现有的实物编程系统不支持程序的分解和复用，编程难度高、效率低的问题，本发明提供了一种支持程序分解和复用的实物编程系统，该实物编程系统包括多个实物编程块、多个地图组件、多个程序片段组件、机器人；

所述实物编程块设置有对应的程序语义标识；通过多个实物编程块的排列进行程序的实物表示；

所述地图组件包括平面地图组件和/或立体地图组件，用于搭建所述机器人的行进环境，构建平面和/或立体结构行进地图；

所述程序片段组件，用于设置对应的程序语义标识；

所述机器人，配置为根据所排列的多个实物编程块，获取每个实物编程块对应的程序语义，并按照实物编程块的排列顺序进行第一运行程序构建；还配置为在所述行进地图中根据所述第一运行程序执行相应的动作；还配置为获取所述行进地图中放置的所述程序片段组件的程序语义标识，并执行该程序语义标识对应的程序。

在一些优选的实施例中，所述实物编程块类别包括程序片段标记块、行为编程块、动作编程块；

所述程序片段标记块，设置有对应的程序片段起始标识，用于标记各程序片段的起始；所述程序片段由程序片段标记块、程序片段组件、一个或多个行为编程块和/或动作编程块构成；