關節級編程

Ⅰ C#編程 人體關節坐標獲取

析：身體以及各個關節點的位置定義了一個姿勢。更具體的來說，是某些關節點相對於其他關節點的位置定義了一個姿勢。 姿勢的類型和復雜度決定了識別演算法的復雜度。 通過關節點位置的交叉或者關節點之間的角度都可以進行姿勢識別。

通過關節點交叉進行姿勢識別就是對關節點進行命中測試。
我們可以確定某一個關節點的位置是否在 UI 界面上某一個可視化元素的有效范圍內。我們可以對關節點做同樣的測試。 但是需要的工作量要少的多，
因為所有的關節點都是在同一個坐標空間中， 這使得計算相對容易。 例如叉腰動作(hand-on-hip) ，
可以從骨骼追蹤的數據獲取左右髖關節和左右手的位置。然後計算左手和左髖關節的位置。如果這個距離小於某一個閾值，就認為這兩個點相交。那麼，這樣就變得
簡單多了。

但是，由於Kinect的精度問題，但即使通過一些平滑參數設置，從 Kinect
中獲取的關節點數據要完全匹配也不太現實。另外，不可能期望用戶做出一些連貫一致的動作， 或者保持一個姿勢一段時間。 簡而言之，
用戶運動的精度以及數據的精度使得這種簡單計算不適用。 因此， 計算兩個點的長度， 並測試長度是否在一個閾值內是唯一的選擇。角度原理也與之類似。

當兩個關節點比較接近時， 會導致關節點位置精度進一步下降，
這使得使用骨骼追蹤引擎判斷一個關節點的開始是否是另一個關節點的結束點變得困難。比如，很難將手放在臉的前面，手放在頭上，
和手捂住耳朵這幾個姿勢區分開來。 要擺出一個確切的姿勢也很困難， 用戶是否會按照程序顯示的姿勢來做也是一個問題。

一些姿勢使用其他方法識別精度會更高。例如，用戶伸開雙臂和肩膀在一條線上這個姿勢，稱之為 T
姿勢。可以使用節點相交技術，判斷手、肘、以及肩膀是否在 Y
軸上處於近乎相同的位置。另一種方法是計算某些關節點連線之間的角度。骨骼追蹤引擎能夠識別多達20個關節點數據。任何三個關節點就可以組成一個三角形。使用三角幾何就可以計算出他們之間的角度。

Ⅱ 工業機器人常用的編程指令有哪些

你好，工業機器人走進我們的生活，正處於風口浪尖的時代，你是否對工業機器人常用的編程不是很清楚呢？現在由深圳慧聞智造技術有限公司為你解答吧！

工業機器人運動編程：

1、認識ABB工業機器人，示教器操作環境設置，示教器可編程按鍵的使用；

2、手動操縱機器人，機器人I/O通訊介面，ABB標准I/O板及配置；

3、程序數據建立與儲存，工具數據、工件坐標、有效載荷等數據的設定；

4、建立PAPID程序及指令，建立程序模塊，建立例行程序；

5、工業機器人控制櫃，機器人本體，機器人本體與控制櫃連接；

工業機器人運動指令：

當工業機器人在示教齊聚，不設定運動類型和運動速度，則自動使用上一次的設定值，位置數據記錄的是工業機器人當前的位置信息，記錄運動指令的同時，記錄位置信息。運動指定了在執行時示教點之間的運動軌跡。工業機器人一般有三種運動軌跡：關節運動、直線運動、圓弧運動。

當工業機器人不需要以制定路徑到示教環境時，採用關節運動指令，關節運動類型的指令為MOVJ。當工業機器人通過直線路徑運動到當前示教點時，採用直線運動類型。指令為MOVL，結束點時當前指令的示教點。當工業機器人需要以圓弧路徑運動到當前示教點時，採用圓弧運動軌跡。

機器人的開發語言：

一般為C、C++、C++ Builder、VB、VC等語言，主要取決於執行機構（伺服系統）的開發語言；而機器人編程分為示教、動作級機器人編程語言、任務級編程語言三個級別；機器人編程語言分為專用操作語言（如VAL語言、AL語言、SLIM語言等）、應用已有計算機語言的機器人程序庫（如Pascal語言、JARS語言、AR-BASIC語言等）、應用新型通用語言的機器人程序庫（如RAPID語言、AML語言KAREL語言等）三種類型。目前主要應用的是SLIM語言。

以上是為你簡單的說明工業機器人運動編程、運動指令、開發語言，希望能幫到你，更多資訊請網路深圳慧聞智造技術有限公司，可為您編程的工業機器人定製零件，實現從構想到現實。

Ⅲ 機器人語言的編程語言

一、VAL語言及特點
VAL語言是美國Unimation公司於1979年推出的一種機器人編程語言，主要配置在PUMA和UNIMATION等型機器人上，是一種專用的動作類描述語言。VAL語言是在BASIC語言的基礎上發展起來的，所以與BASIC語言的結構很相似。在VAL的基礎上Unimation公司推出了VALⅡ語言。
VAL語言可應用於上下兩級計算機控制的機器人系統。上位機為LSI-11/23，編程在上位機中進行，上位機進行系統的管理；下位機為6503微處理器，主要控制各關節的實時運動。編程時可以VAL語言和6503匯編語言混合編程。
VAL語言命令簡單、清晰易懂，描述機器人作業動作及與上位機的通信均較方便，實時功能強；可以在在線和離線兩種狀態下編程，適用於多種計算機控制的機器人；能夠迅速地計算出不同坐標系下復雜運動的連續軌跡，能連續生成機器人的控制信號，可以與操作者交互地在線修改程序和生成程序；VAL語言包含有一些子程序庫，通過調用各種不同的子程序可很快組合成復雜操作控制；能與外部存儲器進行快速數據傳輸以保存程序和數據。
VAL語言系統包括文本編輯、系統命令和編程語言三個部分。
在文本編輯狀態下可以通過鍵盤輸入文本程序，也可通過示教盒在示教方式下輸入程序。在輸入過程中可修改、編輯、生成程序，最後保存到存儲器中。在此狀態下也可以調用已存在的程序。
系統命令包括位置定義、程序和數據列表、程序和數據存儲、系統狀態設置和控制、系統開關控制、系統診斷和修改。
編程語言把一條條程序語句轉換執行。
二、VAL語言的指令
VAL語言包括監控指令和程序指令兩種。其中監控指令有六類，分別為位置及姿態定義指令、程序編輯指令、列表指令、存儲指令、控製程序執行指令和系統狀態控制指令。各類指令的具體形式及功能如下：
1．監控指令
1) 位置及姿態定義指令
POINT指令：執行終端位置、姿態的齊次變換或以關節位置表示的精確點位賦值。
其格式有兩種：
POINT <變數>[=<變數2>…<變數n>]
或 POINT <精確點>[=<精確點2>]
例如：
POINT PICK1=PICK2
指令的功能是置變數PICK1的值等於PICK2的值。
又如：
POINT #PARK
是准備定義或修改精確點PARK。
DPOINT指令：刪除包括精確點或變數在內的任意數量的位置變數。
HERE指令：此指令使變數或精確點的值等於當前機器人的位置。
例如：
HERE PLACK
是定義變數PLACK等於當前機器人的位置。
WHERE指令：該指令用來顯示機器人在直角坐標空間中的當前位置和關節變數值。
BASE指令：用來設置參考坐標系，系統規定參考系原點在關節1和2軸線的交點處，方向沿固定軸的方向。
格式：
BASE [<dX>]，[<dY>]，[<dZ>]，[<Z向旋轉方向> ]
例如：
BASE 300，–50，30
是重新定義基準坐標系的位置，它從初始位置向X方向移300，沿Z的負方向移50，再繞Z軸旋轉了30°。
TOOLI指令：此指令的功能是對工具終端相對工具支承面的位置和姿態賦值。
2) 程序編輯指令
EDIT指令：此指令允許用戶建立或修改一個指定名字的程序，可以指定被編輯程序的起始行號。其格式為
EDIT [<程序名>]，[<行號>]
如果沒有指定行號，則從程序的第一行開始編輯；如果沒有指定程序名，則上次最後編輯的程序被響應。
用EDIT指令進入編輯狀態後，可以用C、D、E、I、L、P、R、S、T等命令來進一步編輯。如：
C命令：改變編輯的程序，用一個新的程序代替。
D命令：刪除從當前行算起的n行程序，n預設時為刪除當前行。
E命令：退出編輯返回監控模式。
I命令：將當前指令下移一行，以便插入一條指令。
P命令：顯示從當前行往下n行的程序文本內容。
T命令：初始化關節插值程序示教模式，在該模式下，按一次示教盒上的「RECODE」按鈕就將MOVE指令插到程序中。
3) 列表指令
DIRECTORY指令：此指令的功能是顯示存儲器中的全部用戶程序名。
LISTL指令：功能是顯示任意個位置變數值。
LISTP指令：功能是顯示任意個用戶的全部程序。
4) 存儲指令
FORMAT指令：執行磁碟格式化。
STOREP指令：功能是在指定的磁碟文件內存儲指定的程序。
STOREL指令：此指令存儲用戶程序中註明的全部位置變數名和變數值。
LISTF指令：指令的功能是顯示軟盤中當前輸入的文件目錄。
LOADP指令：功能是將文件中的程序送入內存。
LOADL指令：功能是將文件中指定的位置變數送入系統內存。
DELETE指令：此指令撤銷磁碟中指定的文件。
COMPRESS指令：只用來壓縮磁碟空間。
ERASE指令：擦除磁內容並初始化。
5) 控製程序執行指令
ABORT指令：執行此指令後緊急停止(緊停)。
DO指令：執行單步指令。
EXECUTE指令：此指令執行用戶指定的程序n次，n可以從–32 768到 32 767，當n被省略時，程序執行一次。
NEXT指令：此命令控製程序在單步方式下執行。
PROCEED指令：此指令實現在某一步暫停、急停或運行錯誤後，自下一步起繼續執行程序。
RETRY指令：指令的功能是在某一步出現運行錯誤後，仍自那一步重新運行程序。
SPEED指令：指令的功能是指定程序控制下機器人的運動速度，其值從0.01到327.67，一般正常速度為100。
6) 系統狀態控制指令
CALIB指令：此指令校準關節位置感測器。
STATUS指令：用來顯示用戶程序的狀態。
FREE指令：用來顯示當前未使用的存儲容量。
ENABL指令：用於開、關系統硬體。
ZERO指令：此指令的功能是清除全部用戶程序和定義的位置，重新初始化。
DONE：此指令停止監控程序，進入硬體調試狀態。
2．程序指令
1) 運動指令
指令包括GO、MOVE、MOVEI、MOVES、DRAW、APPRO、APPROS、DEPART、DRIVE、READY、OPEN、OPENI、CLOSE、CLOSEI、RELAX、GRASP及DELAY等。
這些指令大部分具有使機器人按照特定的方式從一個位姿運動到另一個位姿的功能，部分指令表示機器人手爪的開合。例如：
MOVE #PICK！
表示機器人由關節插值運動到精確PICK所定義的位置。「！」表示位置變數已有自己的值。
MOVET <位置>，<手開度>
功能是生成關節插值運動使機器人到達位置變數所給定的位姿，運動中若手為伺服控制，則手由閉合改變到手開度變數給定的值。
又例如：
OPEN [<手開度>]
表示使機器人手爪打開到指定的開度。
2) 機器人位姿控制指令
這些指令包括RIGHTY、LEFTY、ABOVE、BELOW、FLIP及NOFLIP等。
3) 賦值指令
賦值指令有SETI、TYPEI、HERE、SET、SHIFT、TOOL、INVERSE及FRAME。
4) 控制指令
控制指令有GOTO、GOSUB、RETURN、IF、IFSIG、REACT、REACTI、IGNORE、SIGNAL、WAIT、PAUSE及STOP。
其中GOTO、GOSUB實現程序的無條件轉移，而IF指令執行有條件轉移。IF指令的格式為
IF <整型變數1> <關系式> <整型變數2> <關系式> THEN <標識符>
該指令比較兩個整型變數的值，如果關系狀態為真，程序轉到標識符指定的行去執行，否則接著下一行執行。關系表達式有EQ(等於)、NE(不等於)、LT(小於)、GT(大於)、LE(小於或等於)及GE(大於或等於)。
5) 開關量賦值指令
指令包括SPEED、COARSE、FINE、NONULL、NULL、INTOFF及INTON。
6) 其他指令
其他指令包括REMARK及TYPE。
SIGLA語言
SIGLA是一種僅用於直角坐標式SIGMA裝配型機器人運動控制時的一種編程語言，是20世紀70年代後期由義大利Olivetti公司研製的一種簡單的非文本語言。
這種語言主要用於裝配任務的控制，它可以把裝配任務劃分為一些裝配子任務，如取旋具，在螺釘上料器上取螺釘A，搬運螺釘A，定位螺釘A，裝入螺釘A，緊固螺釘等。編程時預先編制子程序，然後用子程序調用的方式來完成。
IML語言
IML也是一種著眼於末端執行器的動作級語言，由日本九州大學開發而成。IML語言的特點是編程簡單，能人機對話，適合於現場操作，許多復雜動作可由簡單的指令來實現，易被操作者掌握。
IML用直角坐標系描述機器人和目標物的位置和姿態。坐標系分兩種，一種是機座坐標系，一種是固連在機器人作業空間上的工作坐標系。語言以指令形式編程，可以表示機器人的工作點、運動軌跡、目標物的位置及姿態等信息，從而可以直接編程。往返作業可不用循環語句描述，示教的軌跡能定義成指令插到語句中，還能完成某些力的施加。
IML語言的主要指令有：運動指令MOVE、速度指令SPEED、停止指令STOP、手指開合指令OPEN及CLOSE、坐標系定義指令COORD、軌跡定義命令TRAJ、位置定義命令HERE、程序控制指令IF…THEN、FOR EACH語句、CASE語句及DEFINE等。
AL語言
一、AL語言概述
AL語言是20世紀70年代中期美國斯坦福大學人工智慧研究所開發研製的一種機器人語言，它是在WAVE的基礎上開發出來的，也是一種動作級編程語言，但兼有對象級編程語言的某些特徵，使用於裝配作業。它的結構及特點類似於PASCAL語言，可以編譯成機器語言在實時控制機上運行，具有實時編譯語言的結構和特徵，如可以同步操作、條件操作等。AL語言設計的原始目的是用於具有感測器信息反饋的多台機器人或機械手的並行或協調控制編程。
運行AL語言的系統硬體環境包括主、從兩級計算機控制，如圖所示。主機為PDP-10，主機內的管理器負責管理協調各部分的工作，編譯器負責對AL語言的指令進行編譯並檢查程序，實時介面負責主、從機之間的介面連接，裝載器負責分配程序。從機為PDP-11/45。
主機的功能是對AL語言進行編譯，對機器人的動作進行規劃；從機接受主機發出的動作規劃命令，進行軌跡及關節參數的實時計算，最後對機器人發出具體的動作指令。
二、AL語言的編程格式
(1) 程序BEGIN開始，由END結束。
(2) 語句與語句之間用分號隔開。
(3) 變數先定義說明其類型，後使用。變數名以英文字母開頭，由字母、數字和下畫線組成，字母大、小寫不分。
圖 AL語言運行的硬體環境
(4) 程序的注釋用大括弧括起來。
(5) 變數賦值語句中如所賦的內容為表達式，則先計算表達式的值，再把該值賦給等式左邊的變數。
三、AL語言中數據的類型
(1) 標量(scalar)——可以是時間、距離、角度及力等，可以進行加、減、乘、除和指數運算，也可以進行三角函數、自然對數和指數換算。
(2) 向量(vector)——與數學中的向量類似，可以由若干個量綱相同的標量來構造一個向量。
(3) 旋轉(rot)——用來描述一個軸的旋轉或繞某個軸的旋轉以表示姿態。用ROT變數表示旋轉變數時帶有兩個參數，一個代表旋轉軸的簡單矢量，另一個表示旋轉角度。
(4) 坐標系(frame)——用來建立坐標系，變數的值表示物體固連坐標系與空間作業的參考坐標系之間的相對位置與姿態。
(5) 變換(trans)——用來進行坐標變換，具有旋轉和向量兩個參數，執行時先旋轉再平移。
四、AL語言的語句介紹
1．MOVE語句
用來描述機器人手爪的運動，如手爪從一個位置運動到另一個位置。MOVE語句的格式為
MOVE <HAND> TO <目的地>
2．手爪控制語句
OPEN：手爪打開語句。
CLOSE：手爪閉合語句。
語句的格式為
OPEN <HAND> TO <SVAL>
CLOSE <HAND> TO <SVAL>
其中SVAL為開度距離值，在程序中已預先指定。
3．控制語句
與PASCAL語言類似，控制語句有下面幾種：
IF <條件> THEN <語句> ELSE <語句>
WHILE <條件> DO <語句>
CASE <語句>
DO <語句> UNTIL <條件>
FOR…STEP…UNTIL…
4．AFFIX和UNFIX語句
在裝配過程中經常出現將一個物體粘到另一個物體上或一個物體從另一個物體上剝離的操作。語句AFFIX為兩物體結合的操作，語句AFFIX為兩物體分離的操作。
例如：BEAM_BORE和BEAM分別為兩個坐標系，執行語句
AFFIX BEAM_BORE TO BEAM
後兩個坐標系就附著在一起了，即一個坐標系的運動也將引起另一個坐標系的同樣運動。然後執行下面的語句
UNFIX BEAM_BORE FROM BEAM
兩坐標系的附著關系被解除。
5．力覺的處理
在MOVE語句中使用條件監控子語句可實現使用感測器信息來完成一定的動作。
監控子語句如：
ON <條件> DO <動作>
例如：
MOVE BARM TO ⊕-0.1*INCHES ON FORCE(Z)>10*OUNCES DO STOP
表示在當前位置沿Z軸向下移動0.1英寸，如果感覺Z軸方向的力超過10盎司，則立即命令機械手停止運動。