本發(fā)明涉及影音視頻圖像技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種通過機械臂運動機制2D/3D圖形實時成像的控制技術(shù)。

背景技術(shù)：

機器人技術(shù)與屏幕的結(jié)合賦予了視頻更靈活更豐富的呈現(xiàn)方式，屏幕通過機器人的機械運動可以實現(xiàn)空間上的位移與旋轉(zhuǎn)，并與參與者或者觀眾形成某種互動，從而增強視頻內(nèi)容的表現(xiàn)力和渲染力。目前機械臂與屏幕技術(shù)的結(jié)合開始逐漸運用在舞臺呈現(xiàn)，廣告創(chuàng)意，傳媒互動等領(lǐng)域。然而機械臂往往僅是用作于屏幕抬舉、運動以及旋轉(zhuǎn)的機械裝置，而缺乏與視頻中內(nèi)容的有效互動，觀看者也難以通過交互技術(shù)與機械臂以及視頻呈現(xiàn)的內(nèi)容進行交流與互動。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種建立機器人運動路徑與視頻內(nèi)容的實時通訊機制，使視頻中的二維或是三維圖像，以及視頻的聲音與機器人在空間中的運動相關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)視頻內(nèi)容能夠跟隨機器人以及屏幕的運動而進行相關(guān)聯(lián)運動的基于機械臂機械運動機制的圖形成像控制方法。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

一種基于機械臂機械運動機制的圖形成像控制方法，其特征是：包括下列步驟：（1）將主、從機器人的控制機柜通過網(wǎng)線并聯(lián)，實現(xiàn)主、從機器人之間的動作耦合；（2）將機器人的實時空間坐標數(shù)據(jù)傳送給電腦工作站；（3）電腦工作站將實時空間坐標數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為動態(tài)圖像的運動驅(qū)動；（4）電腦將網(wǎng)頁動態(tài)圖像傳送到固定在機器人上的IPS顯示屏幕上；（5）主、從機器人通過機械臂施教器編程同步帶動屏幕運動，并實現(xiàn)實時驅(qū)動屏幕中圖形的運動。

步驟（2）中，機器人將實時時間坐標的三維向量信息以X，Y，Z和A，B，C 6組數(shù)值通過以太網(wǎng)以XML數(shù)據(jù)協(xié)議從人機交互界面不斷傳送給電腦工作站，其中XYZ表示為機器人工具坐標中心距離時間坐標原點在三個維度上的位移，而A,B,C則是該坐標的向量分別相對于X,Y,Z軸旋轉(zhuǎn)的角度，這六組數(shù)值組成的矩陣通過算法編程實時控制屏幕中圖像因素在空間運動中的位移大小，速度與轉(zhuǎn)動方式，以及與相機的相對位置變換。

步驟（3）中，電腦工作站使用WebGl工具將機器人實時坐標數(shù)據(jù)通過JavaScript語言轉(zhuǎn)化為動態(tài)圖像的運動驅(qū)動。

步驟（4）中，電腦將網(wǎng)頁動態(tài)圖像通過MiniDP轉(zhuǎn) HDMI數(shù)據(jù)線傳送到機器人法蘭盤末端固定的IPS顯示屏幕上。

步驟（5）的具體方法是：將編寫好的機械臂控制程序分別輸入兩臺機械臂中，運行程序，主、從機械臂承載IPS屏幕到達工作位置，控制程序發(fā)出指令通過機械運動信號輸出驅(qū)動機械臂運動，電腦工作站服務(wù)器開始實時讀取機械臂施教器上的空間坐標數(shù)據(jù)，JavaScript將空間坐標數(shù)據(jù)實時生成動態(tài)圖像并顯示在WebGL的動態(tài)網(wǎng)頁上，動態(tài)網(wǎng)頁圖像通過MiniDP轉(zhuǎn)HDMI數(shù)據(jù)線傳送到IPS顯示屏幕上并實時進行更新。

本發(fā)明建立了機器人運動路徑與視頻內(nèi)容的實時通訊機制，使視頻中的二維或是三維圖像，以及視頻的聲音與機器人在空間中的運動相關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)視頻內(nèi)容能夠跟隨機器人以及屏幕的運動而進行相關(guān)聯(lián)的運動，比如加速移動，旋轉(zhuǎn)，靜止以及放大與縮小。這種關(guān)聯(lián)是建立在機械臂，屏幕與視頻像素間的實時關(guān)聯(lián)的數(shù)學機制之上的，因此具有普適性，也可以拓展于機械裝置在虛擬現(xiàn)實的圖像增強方面的技術(shù)應用。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。

圖1是本發(fā)明一個實施例的系統(tǒng)構(gòu)成示意圖。

1為機器人控制機柜；2為機械臂施教器界面；3為電腦工作站；4為主機械臂及相應控制屏幕；5為從機械盤及相應控制屏幕。

具體實施方式

如圖1所示，系統(tǒng)由兩臺機械臂，兩臺機器人控制機柜，一臺機器人施教器，兩臺IPS顯示屏幕以及一臺電腦工作站組成。IPS顯示屏幕通過螺栓固定在機械臂末端法蘭盤上，兩臺機器人控制機柜通過數(shù)據(jù)線實現(xiàn)并聯(lián)，每臺控制機柜分別通過網(wǎng)線接入電腦工作站的公共以太網(wǎng)，電腦中的圖形生成的動態(tài)網(wǎng)頁平臺通過MiniDP轉(zhuǎn) HDMI數(shù)據(jù)線接入機械臂控制的IPS顯示屏中。

一種基于機械臂機械運動機制的圖形成像控制方法，包括下列步驟：（1）將主、從機器人的控制機柜通過網(wǎng)線并聯(lián)，實現(xiàn)主、從機器人之間的動作耦合；（2）將機器人的實時空間坐標數(shù)據(jù)傳送給電腦工作站；（3）電腦工作站將實時空間坐標數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為動態(tài)圖像的運動驅(qū)動；（4）電腦將網(wǎng)頁動態(tài)圖像傳送到固定在機器人上的IPS顯示屏幕上；（5）主、從機器人通過機械臂施教器編程同步帶動屏幕運動，并實現(xiàn)實時驅(qū)動屏幕中圖形的運動。

步驟（2）中，機器人將實時時間坐標的三維向量信息以X，Y，Z和A，B，C 6組數(shù)值通過以太網(wǎng)以XML數(shù)據(jù)協(xié)議從人機交互界面不斷傳送給電腦工作站，其中XYZ表示為機器人工具坐標中心距離時間坐標原點在三個維度上的位移，而A,B,C則是該坐標的向量分別相對于X,Y,Z軸旋轉(zhuǎn)的角度，這六組數(shù)值組成的矩陣通過算法編程實時控制屏幕中圖像因素在空間運動中的位移大小，速度與轉(zhuǎn)動方式，以及與相機的相對位置變換。

步驟（3）中，電腦工作站使用WebGl工具將機器人實時坐標數(shù)據(jù)通過JavaScript語言轉(zhuǎn)化為動態(tài)圖像的運動驅(qū)動。

步驟（4）中，電腦將網(wǎng)頁動態(tài)圖像通過MiniDP轉(zhuǎn) HDMI數(shù)據(jù)線傳送到機器人法蘭盤末端固定的IPS顯示屏幕上。

步驟（5）的具體方法是：將編寫好的機械臂控制程序分別輸入兩臺機械臂中，運行程序，主、從機械臂承載IPS屏幕到達工作位置，控制程序發(fā)出指令通過機械運動信號輸出驅(qū)動機械臂運動，電腦工作站服務(wù)器開始實時讀取機械臂施教器上的空間坐標數(shù)據(jù)，JavaScript將空間坐標數(shù)據(jù)實時生成動態(tài)圖像并顯示在WebGL的動態(tài)網(wǎng)頁上，動態(tài)網(wǎng)頁圖像通過MiniDP轉(zhuǎn)HDMI數(shù)據(jù)線傳送到IPS顯示屏幕上并實時進行更新。