舵机虚拟调试方法、装置、终端设备和可读存储介质与流程

1.本发明涉及舵机调试技术领域，尤其涉及一种舵机虚拟调试方法、装置、终端设备和可读存储介质。


背景技术：

2.舵机是一种位置(角度)伺服的驱动器，适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统。舵机在高档遥控玩具机器人、自动化工业机器人、现代化医疗机器人和服务机器人中的已经得到了普遍应用。
3.舵机在是使用时，一般需要调试人员对实际机器人身上的各个舵机进行调试，以保证机器人身上的各个舵机可以带动机器人的相应部位正常运行，避免舵机自身误差影响机器人的活动。
4.现有的舵机调试方法是对实物机器人各个部位的舵机进行调试，以实时确定各个舵机的精度是否达标，但是，带有舵机的实物机器人一般造价较高，若存在不合格舵机，需要拆卸以及重新安装，该调试过程复杂，且调试成本较高。


技术实现要素：

5.鉴于上述问题，本技术提出一种舵机虚拟调试方法、装置、终端设备和可读存储介质，以减少舵机调试成本，降低调试复杂度。
6.第一方面，本技术实施例提出一种舵机虚拟调试方法，所述方法包括：
7.获取机器人的各个部位的尺寸参数、各个舵机位置参数和各个舵机类型参数；
8.根据所述各个部位的尺寸参数构建所述机器人的3d虚拟模型；
9.根据所述各个舵机位置参数和所述各个舵机类型参数在所述3d虚拟模型上设置各个虚拟舵机；
10.根据第i个虚拟舵机对应的舵机类型参数确定所述第i个虚拟舵机的调试参数，1≤i≤i，i为舵机总数；
11.根据所述第i个虚拟舵机的调试参数调试所述第i个虚拟舵机。
12.本技术实施例所述的舵机虚拟调试方法，所述根据第i个虚拟舵机对应的舵机类型参数确定所述第i个虚拟舵机的调试参数，包括：
13.根据所述第i个虚拟舵机对应的舵机类型参数确定所述第i个虚拟舵机的类型；
14.若所述第i个虚拟舵机的类型为角模式舵机，则确定所述第i个虚拟舵机的调试参数包括目标旋转角度、目标旋转时间和弹力初始值。
15.本技术实施例所述的舵机虚拟调试方法，所述根据所述第i个虚拟舵机的调试参数调试所述第i个虚拟舵机，包括：
16.在所述第i个虚拟舵机的虚拟弹簧的弹力为所述弹力初始值时，控制所述第i个虚拟舵机旋转所述目标旋转角度，并记录实际旋转时间；
17.根据所述实际旋转时间与所述目标旋转时间之间的差值动态调整所述虚拟弹簧
的弹力。
18.本技术实施例所述的舵机虚拟调试方法，还包括：
19.在所述第i个虚拟舵机完成旋转所述目标旋转角度的旋转任务时，将所述第i个虚拟舵机的阻尼设置为所述弹力初始值，以使所述第i个虚拟舵机保持完成所述旋转任务时的位姿。
20.本技术实施例所述的舵机虚拟调试方法，还包括：
21.若所述第i个虚拟舵机的类型为轮模式舵机，则确定所述第i个虚拟舵机的调试参数包括目标旋转角速度和力矩初始值。
22.本技术实施例所述的舵机虚拟调试方法，所述根据所述第i个虚拟舵机的调试参数调试所述第i个虚拟舵机，包括：
23.在所述第i个虚拟舵机的力矩为所述力矩初始值且以所述目标旋转角速度控制所述第i个虚拟舵机旋转时，记录实际旋转角速度；
24.根据所述实际旋转角速度与所述目标旋转角速度之间的差值动态调整所述第i个虚拟舵机的力矩。
25.本技术实施例所述的舵机虚拟调试方法，还包括：
26.获取所述各个舵机的物理属性参数；
27.根据所述各个舵机的物理属性参数确定所述各个舵机的物理组件，并为所述各个舵机添加相应的物理组件。
28.第二方面，本技术实施例还提出一种舵机虚拟调试装置，所述装置包括：
29.获取模块，用于获取机器人的各个部位的尺寸参数、各个舵机位置参数和各个舵机类型参数；
30.构建模块，用于根据所述各个部位的尺寸参数构建所述机器人的3d虚拟模型；
31.设置模块，用于根据所述各个舵机位置参数和所述各个舵机类型参数在所述3d虚拟模型上设置各个虚拟舵机；
32.确定模块，用于根据第i个虚拟舵机对应的舵机类型参数确定所述第i个虚拟舵机的调试参数，1≤i≤i，i为舵机总数；
33.调试模块，用于根据第i个虚拟舵机的调试参数调试所述第i个虚拟舵机。
34.第三方面，本技术实施例还提出一种终端设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序在所述处理器上运行时执行本技术实施例所述的舵机虚拟调试方法。
35.第四方面，本技术实施例还提出一种可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序在处理器上运行时执行本技术实施例所述的舵机虚拟调试方法。
36.本技术通过获取机器人的各个部位的尺寸参数、各个舵机位置参数和各个舵机类型参数；根据所述各个部位的尺寸参数构建所述机器人的3d虚拟模型；根据所述各个舵机位置参数和所述各个舵机类型参数在所述3d虚拟模型上设置各个虚拟舵机；根据第i个虚拟舵机对应的舵机类型参数确定所述第i个虚拟舵机的调试参数，1≤i≤i，i为舵机总数；根据所述第i个虚拟舵机的调试参数调试所述第i个虚拟舵机。实现舵机的虚拟调试，该调试方式无需实际机器人和实际舵机，一方面，有效降低调试成本，使得整个舵机的调试过程更为简单方便，另一方面，可以给没有硬件(实际机器人和实际舵机)的人提供一种学习机
器人以及舵机调试的方式，降低学习成本，让更多的人可以学习机器人以及舵机的相关知识，进而大大增加学习的乐趣。
附图说明
37.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对本发明保护范围的限定。在各个附图中，类似的构成部分采用类似的编号。
38.图1示出了本技术实施例提出一种舵机虚拟调试方法的流程示意图；
39.图2示出了本技术实施例提出另一种舵机虚拟调试方法的流程示意图；
40.图3示出了本技术实施例提出一种舵机虚拟调试装置的结构示意图；
41.图4示出了本技术实施例提出一种终端设备的结构示意图。
具体实施方式
42.下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
43.通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
44.在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。
45.此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
46.除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。
47.实施例1
48.请参见图1，本技术的一个实施例，提出一种舵机虚拟调试方法，应用于终端设备，通过终端设备实现舵机的虚拟调试，该方法包括以下步骤s100～s500：
49.步骤s100，获取机器人的各个部位的尺寸参数、各个舵机位置参数和各个舵机类型参数。
50.可以从机器人的产品说明书或者机器人开发需求书中获取机器人的各个部位的尺寸参数、各个舵机位置参数和各个舵机类型参数。
51.例如，若是人形机器人，需要获取机器人的胳膊、手、腿、脚、头、颈等关键部位的尺
寸参数。
52.各个舵机位置参数包括各个舵机分别位于机器人的哪些部位，在机器人的各个部位，各个舵机分别是以怎样的安装位姿进行安装。
53.各个舵机类型参数包括舵机是轮模式舵机还是角模式舵机、舵机的转速、舵机的转矩、舵机的电压、舵机的尺寸、舵机的重量、舵机的材料等。
54.可以理解，轮模式舵机的旋转范围是360，角模式舵机旋转范围是-118
°
～118
°
。
55.步骤s200，根据所述各个部位的尺寸参数构建所述机器人的3d虚拟模型。
56.本实施例中，可以根据获取的机器人的各个部位的尺寸参数，构建所述机器人的3d虚拟模型。
57.需要说明的是，对于一些大型的人形机器人或者工业机器人，一般机器人的尺寸较大，在构建这些大型机器人的3d虚拟模型时，一般需要利用合适的缩放比例，将机器人的各个部位的尺寸参数进行缩放，以在终端设备的显示屏幕中得到按照一定比例缩放后的机器人的3d虚拟模型。
58.当然，对于一些尺寸较小的机器人，也可以按照一定的放大比例，将机器人的各个部位的尺寸参数进行放大，以在终端设备的显示屏幕中得到按照一定比例放大后的机器人的3d虚拟模型。
59.步骤s300，根据所述各个舵机位置参数和所述各个舵机类型参数在所述3d虚拟模型上设置各个虚拟舵机。
60.本实施例中，在获得机器人的3d虚拟模型后，可以将机器人的3d虚拟模型导入unity3d项目内，以在unity3d项目内，借助unity3d项目的各个组件，根据各个舵机位置参数和各个舵机类型参数在3d虚拟模型上设置各个虚拟舵机。
61.例如，对于人形机器人来说，机器人的各个需要转动的部位，如颈部、胳膊、手腕、腿部、脚部等位置需要设置相应的舵机，以使设置各个虚拟舵机的3d虚拟模型可以模拟实际机器人执行相应的动作。
62.步骤s400，根据第i个虚拟舵机对应的舵机类型参数确定所述第i个虚拟舵机的调试参数，1≤i≤i，i为舵机总数。
63.本实施例中，可以根据各个虚拟舵机对应的舵机类型参数确定各个虚拟舵机的类型，以根据各个虚拟舵机的类型确定各个虚拟舵机的调试参数。
64.例如，若虚拟舵机的类型为角模式舵机，则可以确定该虚拟舵机的调试参数包括目标旋转角度、目标旋转时间和弹力初始值。若虚拟舵机的类型为轮模式舵机，则可以确定该虚拟舵机的调试参数包括目标旋转角速度和力矩初始值。
65.步骤s500，根据所述第i个虚拟舵机的调试参数调试所述第i个虚拟舵机。
66.本实施例中，给出两种模式舵机调试的实施方式。一种实施方式，以角模式舵机为例，角模式舵机的调试参数包括目标旋转角度、目标旋转时间和弹力初始值，在调试角模式舵机时，需要验证角模式舵机的虚拟弹簧的弹力为弹力初始值时，角模式舵机旋转一定的角度所使用的旋转时间是否在预设的时间阈值之内。
67.例如，可以在角模式舵机的虚拟弹簧的弹力为弹力初始值时，控制控制该角模式的虚拟舵机旋转目标旋转角度，并记录实际旋转时间；根据实际旋转时间与目标旋转时间之间的差值动态调整所述虚拟弹簧的弹力。即若角模式的虚拟舵机的实际旋转时间大于目
标旋转时间，则增加虚拟弹簧的弹力，以缩短实际旋转时间，使得角模式的虚拟舵机旋转目标旋转角度所使用的实际旋转时间符合时间要求。
68.为了使得角模式的虚拟舵机在完成旋转目标旋转角度的旋转任务时，可以固定在任务完成时的位置，避免角模式的虚拟舵机可能因惯性或者误触发偏离任务完成时的位置，本实施例中，在角模式的虚拟舵机完成旋转目标旋转角度的旋转任务时，将角模式的虚拟舵机的阻尼设置为弹力初始值，以使角模式的虚拟舵机可以保持完成所述旋转任务时的位姿。
69.本实施例中，另一种实施方式，以轮模式舵机为例，轮模式的虚拟舵机的调试参数包括目标旋转角速度和力矩初始值。可以在轮模式的虚拟舵机的力矩为力矩初始值且以目标旋转角速度控制轮模式的虚拟舵机旋转时，记录实际旋转角速度；根据轮模式的虚拟舵机的实际旋转角速度与目标旋转角速度之间的差值动态调整所述第i个虚拟舵机的力矩。即若轮模式的虚拟舵机的实际旋转角速度小于目标旋转角速度，则增大轮模式的虚拟舵机的力矩。
70.进一步的，请参见图2，本实施例中，在上述步骤s500之后还包括以下步骤：
71.s600：获取所述各个舵机的物理属性参数。
72.s700：根据所述各个舵机的物理属性参数确定所述各个舵机的物理组件，并为所述各个舵机添加相应的物理组件。
73.示例性的，角模式和轮模式的舵机都可以添加unity3d中的rigidbody组件，以使各个虚拟舵机具有碰撞和力学的物理特性，以实现虚拟舵机可以真实的模拟实际舵机。
74.本实施例通过获取机器人的各个部位的尺寸参数、各个舵机位置参数和各个舵机类型参数；根据所述各个部位的尺寸参数构建所述机器人的3d虚拟模型；根据所述各个舵机位置参数和所述各个舵机类型参数在所述3d虚拟模型上设置各个虚拟舵机；根据第i个虚拟舵机对应的舵机类型参数确定所述第i个虚拟舵机的调试参数，1≤i≤i，i为舵机总数；根据所述第i个虚拟舵机的调试参数调试所述第i个虚拟舵机。实现舵机的虚拟调试，该调试方式无需实际机器人和实际舵机，一方面，有效降低调试成本，使得整个舵机的调试过程更为简单方便，另一方面，可以给没有硬件(实际机器人和实际舵机)的人提供一种学习机器人以及舵机调试的方式，降低学习成本，让更多的人可以学习机器人以及舵机的相关知识，进而大大增加学习的乐趣。
75.实施例2
76.请参见图3，本技术的另一个实施例，提出一种舵机虚拟调试装置10，该装置包括：获取模块11、构建模块12、设置模块13、确定模块14和调试模块15。
77.获取模块11，用于获取机器人的各个部位的尺寸参数、各个舵机位置参数和各个舵机类型参数；构建模块12，用于根据所述各个部位的尺寸参数构建所述机器人的3d虚拟模型；设置模块13，用于根据所述各个舵机位置参数和所述各个舵机类型参数在所述3d虚拟模型上设置各个虚拟舵机；确定模块14，用于根据第i个虚拟舵机对应的舵机类型参数确定所述第i个虚拟舵机的调试参数，1≤i≤i，i为舵机总数；调试模块15，用于根据第i个虚拟舵机的调试参数调试所述第i个虚拟舵机。
78.进一步的，本技术实施例所述的舵机虚拟调试装置，所述根据第i个虚拟舵机对应的舵机类型参数确定所述第i个虚拟舵机的调试参数，包括：根据所述第i个虚拟舵机对应
的舵机类型参数确定所述第i个虚拟舵机的类型；若所述第i个虚拟舵机的类型为角模式舵机，则确定所述第i个虚拟舵机的调试参数包括目标旋转角度、目标旋转时间和弹力初始值。
79.进一步的，本技术实施例所述的舵机虚拟调试装置，所述根据所述第i个虚拟舵机的调试参数调试所述第i个虚拟舵机，包括：在所述第i个虚拟舵机的虚拟弹簧的弹力为所述弹力初始值时，控制所述第i个虚拟舵机旋转所述目标旋转角度，并记录实际旋转时间；根据所述实际旋转时间与所述目标旋转时间之间的差值动态调整所述虚拟弹簧的弹力。
80.进一步的，本技术实施例所述的舵机虚拟调试装置，还包括：在所述第i个虚拟舵机完成旋转所述目标旋转角度的旋转任务时，将所述第i个虚拟舵机的阻尼设置为所述弹力初始值，以使所述第i个虚拟舵机保持完成所述旋转任务时的位姿。
81.进一步的，本技术实施例所述的舵机虚拟调试装置，还包括：若所述第i个虚拟舵机的类型为轮模式舵机，则确定所述第i个虚拟舵机的调试参数包括目标旋转角速度和力矩初始值。
82.进一步的，本技术实施例所述的舵机虚拟调试装置，所述根据所述第i个虚拟舵机的调试参数调试所述第i个虚拟舵机，包括：在所述第i个虚拟舵机的力矩为所述力矩初始值且以所述目标旋转角速度控制所述第i个虚拟舵机旋转时，记录实际旋转角速度；根据所述实际旋转角速度与所述目标旋转角速度之间的差值动态调整所述第i个虚拟舵机的力矩。
83.进一步的，本技术实施例所述的舵机虚拟调试装置，还包括：获取所述各个舵机的物理属性参数；根据所述各个舵机的物理属性参数确定所述各个舵机的物理组件，并为所述各个舵机添加相应的物理组件。
84.本实施例中，舵机虚拟调试装置10通过获取模块11、构建模块12、设置模块13、确定模块14和调试模块15的配合使用，用于执行上述实施例所述的舵机虚拟调试方法，上述实施例所涉及的实施方案以及有益效果在本实施例中同样适用，在此不再赘述。
85.实施例3
86.请参见图4，本技术的第三个实施例，提出一种终端设备100，包括存储器110和处理器120，所述存储器110存储有计算机程序，所述计算机程序在所述处理器120上运行时执行本技术上述实施例所述的舵机虚拟调试方法。
87.实施例4
88.本技术的第四个实施例，提出一种可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序在处理器上运行时执行本技术上述实施例所述的舵机虚拟调试方法。
89.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和结构图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，结构图和/或流程图中的
每个方框、以及结构图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
90.另外，在本发明各个实施例中的各功能模块或单元可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或更多个模块集成形成一个独立的部分。
91.所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个可读存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是智能手机、个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的可读存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
92.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。