面向于机器人编程的交互实现方法和系统
阅读：873发布：2022-10-06
专利汇可以提供面向于机器人编程的交互实现方法和系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 揭示了一种面向于 机器人 编程的交互实现方法和系统。所述方法包括：适配于机器人控制部件的 数据采集 部件进行图 块 所携带数据的采集；机器人控制部件通过采集的数据获取映射的动作描述信息；根据动作描述信息在所搭建机器人 硬件 系统向所对应机器人器件执行动作控制。对于所搭建的机器人硬件系统，在面向于孩子们的教育场景下仅需要在图块以及数据采集部件的作用下即可实现对机器人编程，机器人编程不再需要在终端设备上进行，达到启蒙式教育的目的，极大增强了逻辑思维的锻炼效果，将在图块以及数据采集部件的作用下为机器人器件实现动作控制，赋予机器人硬件系统游戏功能，大大提高了教育领域的启蒙式教育的效果。，下面是面向于机器人编程的交互实现方法和系统专利的具体信息内容。
1.一种面向于机器人编程的交互实现方法，其特征在于，所述方法包括：
适配于机器人控制部件的数据采集部件进行图块所携带数据的采集，所述图块所携带的数据对应于为所搭建机器人硬件系统的动作控制描述；
所述机器人控制部件通过采集的所述数据获取映射的动作描述信息；
所述机器人控制部件根据所述动作描述信息在所搭建机器人硬件系统向所对应机器人器件执行动作控制。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述适配于机器人控制部件的数据采集部件进行图块所携带数据的采集，包括：
所述数据采集部件进行所在图块的数据采集，获得所述图块携带的数据；
将所述图块携带的数据通过所进行的通信传输至所述机器人控制部件。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据采集部件包括光学图像采集设备，所述数据采集部件进行所在图块的数据采集，获得所述图块携带的数据，包括：
所述光学图像采集设备进行所在图块的扫描，通过所述扫描以得到所述图块包含的特征码，所述特征码为所在图块携带的数据。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述数据采集部件还包括辅助采集设备，所述数据采集部件进行所在图块的数据采集，获得所述图块携带的数据，还包括：
适应于所在图块的类型，通过所对应的辅助采集设备进行所在图块中的数据采集，获得所在图块中携带的数据，所述数据为所在图块特征对应的编码。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
适配于所述机器人控制部件的所述数据采集部件进行自然交互数据的采集，所述自然交互包括语音交互和/或图像交互；
将采集的所述自然交互数据发送至所述机器人控制部件；
所述机器人控制部件处理所述自然交互数据生成动作描述信息，所述动作描述信息用于控制所搭建机器人硬件系统中的机器人器件。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述机器人控制部件处理所述自然交互数据生成动作描述信息，包括：
所述机器人控制部件适配于所处自然交互的识别环境，进行所述自然交互数据的识别生成动作描述信息。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述自然交互的识别环境包括在线环境和离线环境，所述机器人控制部件适配于所述自然交互的识别环境，进行所述自然交互数据的识别生成动作描述信息，包括：
所述机器人控制部件检测自身是否能够连接服务器资源；
如果已连接服务器资源处于自然交互识别的在线环境，则通过所连接服务器进行自然交互数据的在线识别生成动作描述信息；
如果未连接服务器资源处于自然交互识别的离线环境，则进行所述自然交互数据的离线识别生成动作描述信息。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述机器人控制部件根据所述动作描述信息在所搭建机器人硬件系统向所对应机器人器件执行动作控制，包括：
所述机器人控制部件根据所述动作描述信息确定所述机器人硬件系统中相对自身处于近端或者远端的机器人器件；
按照所述动作描述信息执行程序指令，通过所述程序指令的执行控制所述机器人器件执行动作。
9.一种面向于机器人编程的交互实现系统，其特征在于，所述系统包括数据采集部件以及所搭建的机器人硬件系统，所述机器人硬件系统包括机器人控制部件和机器人器件；
适配于所述机器人控制部件的所述数据采集部件，被配置为进行图块所携带数据的采集，所述图块所携带的数据对应于为所搭建机器人硬件系统的动作控制描述；
所述机器人控制部件被配置为：
通过采集的所述数据获取映射的动作描述信息；
根据所述动作描述信息在所搭建机器人硬件系统向所对应机器人器件执行动作控制。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述数据采集部件包括：
图块数据采集模块，用于进行所在图块的采集，获得所述图块携带的数据；
通信模块，用于将所述图块携带的数据通过所进行的通信传输至所述机器人控制部件。
面向于机器人编程的交互实现方法和系统
技术领域
背景技术
[0002] 随着人工智能交互技术的发展，越来越多各种类型的机器人进入人们的视野，并且也从固定的按照设定动作顺序完成某种任务演变为可编程控制的执行动作进而完成当前所需任务。机器人不再仅限于固定动作固定任务的执行，也将通过机器人编程的进行而使得相应机器人能够灵活多变的达成各种动作执行过程。
[0003] 机器人编程，是人们对机器人的运动和作业所编写程序控制的过程，以此来为机器人设定所需要完成任务的动作描述。机器人编程的进行，一方面涉及硬件，即实现机器人硬件系统的搭建，除此之外，还将涉及所对应程序的实现，面向于机器人硬件系统进行硬件编程，通过编程语言来编写程序，进而运行机器人硬件系统中的机器人器件。
[0004] 教育场景下，机器人编程的进行依赖于孩子个人所拥有的编程基础以及终端设备。孩子在获得一定编程技能之后能够在终端设备中根据个人所拥有的编程基础实现编程过程，即为机器人硬件系统编写一行行程序文本内容，以设定动作描述过程，一旦脱离终端设备无法进行，对于孩子而言往往由于依赖于终端设备和高门槛导致了机器人编程在儿童阶段的教育领域存在着困境。
[0005] 由此可知，机器人编程存在着非常高的门槛而难以适应于不同人群，特别是儿童群体且依赖于终端设备，进而也将使得所进行的机器人编程仅限于进行示教编程和离线编程，例如通过示教编程的进行示教、再现动作轨迹，或者通过离线编程的进行将所获得的程序指令烧写至机器人硬件系统，以在后续通过程序指令的运行执行设定动作。
[0006] 因此，现有机器人编程的实现已经不适用于随处可见的机器人器件，亟待为教育场景提供机器人编程的交互实现，以解决孩子在教育场景中进行的机器人编程依赖于终端设备且高门槛的困境。
发明内容
[0007] 为了解决相关技术中孩子在教育场景中进行的机器人编程依赖于终端设备且高门槛的技术问题，本发明提供一种面向于机器人编程的交互实现方法和系统。
[0008] 一种面向于机器人编程的交互实现方法，所述方法包括：
[0010] 所述机器人控制部件通过采集的所述数据获取映射的动作描述信息；
[0011] 所述机器人控制部件根据所述动作描述信息在所搭建机器人硬件系统向所对应机器人器件执行动作控制。
[0012] 在一个示例性实施例中，所述适配于机器人控制部件的数据采集部件进行图块所携带数据的采集，包括：
[0013] 所述数据采集部件进行所在图块的数据采集，获得所述图块携带的数据；
[0014] 将所述图块携带的数据通过所进行的通信传输至所述机器人控制部件。
[0015] 在一个示例性实施例中，所述数据采集部件包括光学图像采集设备，所述所述数据采集部件进行所在图块的数据采集，获得所述图块携带的数据，包括：
[0016] 所述光学图像采集设备进行所在图块的扫描，通过所述扫描以得到所述图块包含的特征码，所述特征码为所在图块携带的数据。
[0017] 在一个示例性实施例中，所述数据采集部件还包括辅助采集设备，所述所述数据采集部件进行所在图块的数据采集，获得所述图块携带的数据，还包括：
[0018] 适应于所在图块的类型，通过所对应的辅助采集设备进行所在图块中的数据采集，获得所在图块中携带的数据，所述数据为所在图块特征对应的编码。
[0019] 在一个示例性实施例中，所述方法还包括：
[0020] 适配于所述机器人控制部件的所述数据采集部件进行自然交互数据的采集，所述自然交互包括语音交互和/或图像交互；
[0021] 将采集的所述自然交互数据发送至所述机器人控制部件；
[0022] 所述机器人控制部件处理所述自然交互数据生成动作描述信息，所述动作描述信息用于控制所搭建机器人硬件系统中的机器人器件。
[0023] 在一个示例性实施例中，所述机器人控制部件处理所述自然交互数据生成动作描述信息，包括：
[0024] 所述机器人控制部件适配于所处自然交互的识别环境，进行所述自然交互数据的识别生成动作描述信息。
[0025] 在一个示例性实施例中，所述自然交互的识别环境包括在线环境和离线环境，所述机器人控制部件适配于所述自然交互的识别环境，进行所述自然交互数据的识别生成动作描述信息，包括：
[0026] 所述机器人控制部件检测自身是否能够连接服务器资源；
[0027] 如果已连接服务器资源处于自然交互识别的在线环境，则通过所连接服务器进行自然交互数据的在线识别生成动作描述信息；
[0028] 如果未连接服务器资源处于自然交互识别的离线环境，则进行所述自然交互数据的离线识别生成动作描述信息。
[0029] 在一个示例性实施例中，所述机器人控制部件根据所述动作描述信息在所搭建机器人硬件系统向所对应机器人器件执行动作控制，包括：
[0030] 所述机器人控制部件根据所述动作描述信息确定所述机器人硬件系统中相对自身处于近端或者远端的机器人器件；
[0031] 按照所述动作描述信息执行程序指令，通过所述程序指令的执行控制所述机器人器件执行动作。
[0032] 在一个示例性实施例中，所述系统包括数据采集部件以及所搭建的机器人硬件系统，所述机器人硬件系统包括机器人控制部件和机器人器件；
[0033] 适配于所述机器人控制部件的所述数据采集部件，被配置为进行图块所携带数据的采集，所述图块所携带的数据对应于为所搭建机器人硬件系统的动作控制描述；
[0034] 所述机器人控制部件被配置为：
[0035] 通过采集的所述数据获取映射的动作描述信息；
[0036] 根据所述动作描述信息在所搭建机器人硬件系统向所对应机器人器件执行动作控制。
[0037] 在一个示例性实施例中，所述数据采集部件包括：
[0038] 图块数据采集模块，用于进行所在图块的采集，获得所述图块携带的数据；
[0039] 通信模块，用于将所述图块携带的数据通过所进行的通信传输至所述机器人控制部件。
[0040] 本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
[0041] 儿童阶段的教育场景下，儿童阶段的孩子们面对于给定机器人器件搭建了机器人硬件系统，此机器人硬件系统包括了机器人控制部件和机器人器件，为将所搭建的机器人硬件系统融入到自身所进行的娱乐中，处在儿童阶段的孩子们将首先根据此机器人硬件系统所需要执行的动作，进行着图块的设置，图块所携带的数据对应于此机器人硬件系统的动作控制描述，此时，在所设置的图块之上，孩子们通过控制适配于机器人控制部件的数据采集部件进行图块所携带数据的采集，然后机器人控制部件通过采集的数据获取映射的动作描述信息，根据动作描述信息在所搭建机器人硬件系统向对应机器人器件执行适应于自身所进行娱乐的动作控制，此时，对于所搭建的机器人硬件系统而言，在面向于孩子们的教育场景下仅需要在图块以及数据采集部件的作用下即可实现对机器人编程，不再依赖于终端设备，机器人编程不再需要在终端设备上进行，此外，能够对应于所搭建机器人硬件系统动作控制描述的图块，也使得机器人编程不再是一行行程序文本内容的写入，而是所见即所得的图块设置过程，达到启蒙式教育的目的，极大的降低了孩子们使用的门槛，将在图块以及数据采集部件的作用下为随处可见的机器人器件快速随意的实现动作控制，所想即所得的赋予机器人硬件系统游戏功能，在机器人编程这一物理编程的交互方式下，得以为教育领域的启蒙式编程教育有效降低编程学习的门槛，让处在儿童阶段的人群接触到编程的理念，进而能够获得编程技能。从而极大增强了逻辑思维的锻炼效果，大大提高了教育领域的启蒙式教育的效果。
[0044] 图1是本发明所涉及实施环境的示意图；
[0045] 图2是根据一示例性实施例示出的一种面向于机器人编程的交互实现方法的流程图；
[0046] 图3是根据图2对应实施例示出的对步骤310进行描述的流程图；
[0047] 图4是根据另一示例性实施例示出的一种面向于机器人编程的交互实现方法的流程图；
[0048] 图5是根据图4对应实施例示出的对步骤550进行描述的流程图；
[0049] 图6是根据图2对应实施例示出的对步骤350进行描述的流程图；
[0050] 图7是根据一示例性实施例示出的一种面向于机器人编程的交互实现系统的框图；
[0051] 图8是根据图7对应实施例示出的对数据采集部件进行描述的框图；
[0052] 图9是根据另一示例性实施例示出的一种面向于机器人编程的交互实现系统的框图；
[0053] 图10是根据图7对应实施例示出的对机器人控制部件进行描述的框图；
[0054] 图11是根据一示例性实施例示出的智能小车以及数据采集部件之间的交互示意图；
[0055] 图12是根据图11对应实施例示出的智能小车与数据采集部件二者之间的物理装配示意图；
[0056] 图13是一游戏场景下图块所实现智能小车控制的应用示意图；
[0057] 图14是另一游戏场景下图块所实现智能小车控制的应用示意图；
[0058] 图15是另一游戏场景下智能小车和数据采集部件组合在一起的示意图；
[0059] 图16是另一游戏场景下智能小车和数据采集部件组合在一起的示意图。
具体实施方式
[0060] 这里将详细地对示例性实施例执行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0061] 图1是本发明所涉及实施环境的示意图。在一个示例性实施例中，该实施环境包括机器人110以及数据采集部件130。机器人110与数据采集部件130二者之间通过蓝牙连接实现数据交互。
[0062] 机器人110包括机器人控制部件以及其它机器人器件，并且至少是机器人控制部件与数据采集部件130处于同一通信空间中，以实现二者之间的蓝牙连接。所指的通信空间，将适配于机器人控制部件和数据采集部件130二者之间采用的通信方式，例如，机器人控制部件和数据采集部件130之间的通信是通过蓝牙的方式实现的，那么，所指的通信空间对应于二者之间的蓝牙通信范围；又例如，在机器人控制部件和数据采集部件130通过无线传输的方式实现通信之时，所指的通信空间是无线传输所能够覆盖的通信范围。
[0063] 应当理解，机器人控制部件和数据采集部件130都是灵活部署的，因此，其所采用的通信方式以及所适应的通信空间都将根据所进行的灵活部署和配置而各不相同，适应于各种不同的情况和场景。
[0065] 机器人111通过数据采集部件130对图块所进行的数据感知，执行所对应机器人器件的动作控制。
[0066] 也就是说，通过图块实现了所对应程序控制的设定，即实现机器人编程而获得让机器人110动起来的逻辑、算法、语法、结构和赋值等，所见的图块即为所得的动作控制过程，进而在图块和数据采集部件130的相互作用下任意创建出机器人110。
[0067] 至此，无论对于幼龄儿童或者高龄儿童，都能够参与到机器人硬件系统的搭建以及物理编程中，进而由所进行的图块摆放和机器人硬件系统对所摆放图块所能够进行的响应，获得娱乐和交互性能，进而踏入编程的世界，逐步获得编程技能。
[0068] 图2是根据一示例性实施例示出的一种面向于机器人编程的交互实现方法的流程图。在一个示例性实施例中，该面向于机器人编程的交互实现方法，如图2所示，至少包括以下步骤。
[0069] 在步骤310中，适配于机器人控制部件的数据采集部件进行图块所携带数据的采集，图块所携带的数据对应于所搭建机器人硬件系统的动作控制描述。
[0070] 其中，机器人控制部件是可编程主机，是可以编制程序，以用于执行所编制指令的电子器件。机器人控制部件与其它机器人器件一并搭建形成机器人硬件系统，进而机器人硬件系统将在机器人控制部件所执行的动作控制下，使得其它机器人器件执行相应动作，完成对机器人硬件系统设定的任务。
[0071] 相对于机器人硬件系统的自由运动，数据采集部件用于采集机器人编程中映射于动作描述信息的数据，进行数据采集的对象即为所在的图块。数据采集部件面向于图块进行着数据的采集，因此，应当理解，数据采集部件与图块是相适配的。在一个示例性实施例中，数据采集部件包括了光学图像采集设备等，将为此而相适应的选用图块。数据采集部件的不同，将使得所进行数据采集的方式有所不同，因此，图块所携带数据的形式也将有所不同。
[0072] 数据采集部件与机器人硬件系统中的机器人器件，相互之间是可分离，即可快速拆分和快速装配在一起的。根据机器人硬件系统的运动需要，以及数据采集部件所需要进行的数据采集，可随意快速的将数据采集部件和对应的机器人器件装配在一起，除此之外，也可随意快速的将数据采集部件从机器人器件上拆卸下来，二者相分离，进而不会对所需要进行的数据采集和动作执行造成障碍，保证机器人硬件系统的运动性能以及操控性能。
[0073] 面向于机器硬件系统所进行的机器人编程，获得控制机器人即机器人硬件系统的程序是通过若干图块所编制得到的。也就是说，通过若干图块之间的拼接将得以实现面向于机器人硬件系统的机器人编程，相互之间拼接在一起的图块所对应的动作描述信息便形成机器人硬件系统的控制程序。
[0074] 人们在完成了机器人硬件系统的搭建之后，将针对于机器人硬件系统中的机器人器件以及所需要执行的动作、所需要完成的任务，进行图块的选用和拼接，每一图块都有着相应的动作描述信息，因此能够以此为依据而为所见的机器人硬件系统进行所见即所得的图块摆放。
[0075] 图块是为了机器人器件的动作执行搭建机器人硬件系统的程序控制逻辑设置的，以供人们通过图块之间的拼接摆放就能够实现程序控制逻辑的搭建。因此，图块是可拼接图块，是对应于一定动作控制描述的零片。可选的，图块边缘是能够与其它图块拼合的样式，以此来使得图块之间能够连接在一起，甚至于互锁，以此来保证所进行机器人编程的可靠性。当然，除此之外，图块之间也可松散的进行摆放，离散的置于所需要的区域，在此不进行限定，将根据所搭建机器人硬件系统的运动需求进行灵活设置。
[0076] 此为图块的外形，在材料上，应当理解，图块的形态可以是实体存在的，也可以是在电子设备中虚拟存在的，但是，为降低门槛而不依赖于终端设备，图块将以实体的形式存在，是物理图块，也称之为实体图块。图块之间以所设置的图案或者颜色等特征区分，并且人们将以此为依据而获知图块所对应于机器人硬件系统的动作控制描述，进而实施图块的摆放。
[0077] 在一个示例性实施例中，图块上印制了指示所对应动作控制描述的图案，以及特征码。例如，图块上印制了指示显示屏进行特定内容显示的图案，以及特征码，此时，在一时序下，如果需要控制机器人硬件系统中设置的显示屏点亮，进而显示特定内容，可在此时序对应程序控制逻辑下，摆放此图块。
[0078] 图块的选用和摆放，例如选用哪一图块，所选用图块与其它图块之间的时序关系，摆放位置和顺序等，都是按照所对应的程序控制逻辑进行的。
[0079] 对于图块，另一方面的，图块可以是所获得机器人套件所配置的，在此基础之上，也可以为所需要进行的程序控制而自制的。例如，可使用所拥有的硬质材料，比如纸板等，即可进行自制，由此，进一步增强了机器人编程的灵活性和可拓展性。
[0080] 在所摆放的图块上，数据采集部件有序进行着每一图块的数据采集，随着其在一图块上数据采集的完成以及机器人硬件系统中所对应动作的执行完毕，将移动至下一图块再次进行数据的采集，以此类推，直至所摆放的所有图块都完成数据采集，机器人硬件系统所编制的动作也将执行完毕，进而完成所设定的任务。
[0081] 在此，图块之间，数据采集部件所进行的移动是在人们的控制或者机器人控制部件对此数据采集部件的控制实现。一方面，数据采集部件通过人们的驱使而进行移动，以进行下一图块上的数据采集；另一方面，数据采集部件也是一机器人器件，受控于机器人控制部件，由此，将在机器人控制部件的驱使下移动至下一图块进行数据采集。
[0082] 数据采集部件的形态以及与机器控制部件二者之间的关系，在此不进行限定，可进行图块所携带数据采集的设备即可作为数据采集部件存在。因此，相对于灵活选用而搭建的机器人硬件系统而言，数据采集部件无论从数量上还是形态上都非常灵活，可根据的需要随意实现的机器人应用所灵活设定。
[0083] 图块所携带的数据，是封装于图块所呈现的图案/或颜色中的。例如，图块所呈现的特征码便存储着图块所携带的数据；又例如，图块所呈现的颜色其所对应的编码也是图块所携带的数据，在此不进行一一列举。
[0084] 当然，应当理解的是，在一个示例性实施例的具体实施中，图块还为所进行的机器人编程设置了指引图案，以保证图块进行机器人编程的易用性，降低机器人编程的门槛。
[0085] 机器人控制部件和数据采集部件二者之间的适配，是指机器人控制部件和数据采集部件之间的配对连接，以通过此来使得数据采集部件和机器人控制部件能够进行近距离数据交换，进而使得数据采集部件采集的数据都能够传递到机器人控制部件。
[0086] 应当说明的是，对于携带了数据的图块，即为实现机器人编程而摆放的图块，在一个示例性实施例中，其是以实体图块的形态存在的，每一实体图块都携带着映射于动作描述信息的数据。
[0087] 在步骤330中，机器人控制部件通过采集的数据获取映射的动作描述信息。
[0088] 其中，通过前述步骤的执行，数据采集部件将得以采集到图块所携带的数据，并将其传递至机器人控制部件。与之相对应的，机器人控制部件便相应获取映射的动作描述信息。动作描述信息，是面向于特定的机器人器件的，即指示了动作执行主体，并且也描述了所指示的动作执行主体如何执行所指定的动作。
[0089] 动作描述信息是预先所存储的数据，也就是说，对于机器人控制部件通过采集的数据获取所映射动作描述信息而言，其是以所采集的数据为索引而预先存储的，也正是如此，机器人控制部件也得以通过所接收的数据而获取到映射的动作描述信息。
[0090] 正如前述所理解的，动作描述信息是使得动作得以执行的逻辑语句，机器人硬件系统通过机器人控制部件中动作描述信息的获得对相应机器人器件执行控制。
[0091] 机器人控制部件通过数据采集部件所采集的数据直接获取映射的动作描述信息，这一过程经由本地实现即可，因此，将保证了对图块所进行机器人编程的响应速度和效率，进而也保证了机器人硬件系统的动作执行效率。
[0092] 在步骤350中，机器人控制部件根据动作描述信息在所搭建机器人硬件系统向所对应机器人器件执行动作控制。
[0093] 其中，机器人硬件系统除了机器人控制部件之外，还存在着诸多机器人器件，例如，具备行走功能的小车，机器人器件独立或者相互作用，以此来实现动作的执行。具体的，机器人器件包括核心机器人器件以及结构零件等，例如，核心机器人器件可以是构成机械手臂的关节，而结构零件则可为各种连接件等，在此不一一进行列举。
[0094] 动作描述信息将作为机器人硬件系统的程序控制代码而被运行，从而对相应的机器人器件执行动作控制，使得机器人器件得以执行相应动作。所执行的动作，是由所对应机器人器件所决定的。例如，机器人器件为显示屏是，所执行的动作即为特定内容的显示，机器人器件是可驱动行走的部件时，所执行的动作即为行走动作。
[0095] 如上所述的示例性实施例，实现了图块上的机器人编程，数据采集部件得以随意自如的移动，即自由移动至一图块上进行此图块所携带数据的采集，而与所搭建的机器人硬件系统，其机器人控制部件适配于数据采集部件，因此能够对搭建的机器人硬件系统进行所见即所得的机器人编程，极大的增强了机器人编程对于众多人群的可实现性，机器人编程的进行不再需要终端设备，即不需要终端设备中的编程，例如图形化编程，也能够实现，提高了机器人编程的开机速度，即不再需要等待终端设备开机，因此增强了机器人硬件系统的可编程和控制性能。
[0096] 通过如上所述的示例性实施例，机器人硬件系统中的机器人控制部件可与数据采集部件分离，因此，机器人硬件系统执行动作的自由度将得到增强，具备非常好的运动性能。
[0097] 除此之外，相对于机器人控制部件，机器人硬件系统中的其它机器人器件也可与机器人控制部件分离，在此作用下使得机器人硬件系统的运动性能得到进一步增强。
[0098] 通过如上所述的示例性实施例，实现了人与图块之间的交互，进而以此来实现机器人编程，达成人与机器人硬件系统之间的交互，机器人硬件系统的可操控性能得到增强。
[0099] 数据采集部件与机器人硬件系统，特别是机器人控制部件，是可快速拆分的，也就是说，根据需要，可将数据采集部件通过设定的安装位装设在机器人硬件系统，特别是机器人控制部件之上，也可以使二者相互分离，在此不进行限定，将根据所需要实现的交互场景进行灵活配置。
[0100] 通过如上所述的示例性实施例，将为人们所持有的机器人套件实现了机器人器件的随意搭建，以及随意控制，仅需要通过图块的摆放就能够在数据采集部件的作用下控制机器人器件执行动作，这将使得低龄儿童，即婴幼儿也能够参与进来，使得机器人硬件系统和机器人编程不再仅限于成年人，或者示教中使用，门槛得到降低，所实现的产品得以面向于所有人群。
[0101] 图3是根据图2对应实施例示出的对步骤310进行描述的流程图。在一个示例性实施例中，如图3所示，该步骤310，包括：
[0102] 在步骤311中，数据采集部件进行所在图块的数据采集，获得图块携带的数据。
[0103] 其中，如前所述的，数据采集部件是与机器人控制部件相适配，即可实现近距离数据交换的，因此，数据采集部件是与机器人控制部件通信连接的。在一个示例性实施例中，所实现的近距离数据交换是通过蓝牙实现的，即数据采集部件和机器人控制部件之间的连接为蓝牙连接。
[0104] 对于搭建并开机的机器人硬件系统而言，一旦开始工作，其机器人控制部件便与数据采集部件建立连接，等待所进行机器人编程而摆放的图块上数据的读取和传输。
[0105] 随着数据采集部件对所在图块进行的数据采集，将获得图块携带的数据，并且在所实现的机器人控制部件连接而具备传送数据的条件。
[0106] 在步骤313中，将所述图块携带的数据通过所进行的通信传输至所述机器人控制部件。
[0107] 其中，通过前述描述可以理解，数据采集部件与机器人控制部件处于同一通信空间，但是机器人硬件系统中，相对于机器人控制部件，其它机器人器件可处于此通信空间，也可处于其它空间，在此不进行限定。以此类推，仅作为数据采集部件的器件，必将与机器人控制部件处于相同通信空间，以便于能够通过单向通信，例如，单向进行的近场通信，以此来实现数据传输，而不需要依赖于网络，也将以此来保证数据采集部件的体积和成本。
[0108] 但是对于也可作为动作执行主体的数据采集部件而言，其拥有双重角色，与机器人控制部件之间的数据交换不再限于近场通信，因此可与机器人控制部件处于不同通信空间中，具备更为强大而灵活的可编程自由执行功能，进而增强机器人硬件系统中的联动性能。
[0109] 随着数据采集部件对图块所进行的数据采集，所采集的数据被相应传输至机器人控制部件，以通过所在图块携带的数据来指示当前所需要执行的动作控制，即动作描述信息所描述的动作执行主体和动作执行过程，从而简单自由的设定所搭建机器人硬件系统的动作执行，在机器人套件所提供机器人器件的作用下，既可随意进行机器人硬件系统的搭建，又可随意进行所需要执行动作的硬件编程，得以适应于任意情况和场景。
[0110] 在此示例性实施例中，可以知道，数据采集部件将为机器人控制部件实施图块所携带数据的采集以及所采集数据向机器人控制部件的单向通信。进一步说明的，对于数据采集部件所进行的数据采集，数据采集部件可随着数据采集的进行即时将采集的数据传输至机器人控制部件；此外，也可在能够连接到机器人控制部件时，数据采集部件再次采集得到的数据传输至机器人控制部件，在此不进行限定。
[0111] 在一个示例性实施例中，数据采集部件包括光学图像采集设备，该步骤311包括：
[0112] 光学图像采集设备进行着所在图块的扫描，通过扫描以得到图块包含的特征码，该特征码为所在图块携带的数据。
[0113] 其中，所指的光学图像采集设备，是通过光电识别来感应图块上数字信息的设备。光学图像采集设备内置了光电识别器，以感应图块上的数字信息。光学图像采集设备触碰图块，此时，所内置的光电识别器就会开始扫描接触部分，以扫描得到特征码。
[0114] 对于所进行的机器人编程而言，所有动作描述信息都有着所对应的特征码，因此，可通过图块的摆放拼接来实现机器人硬件系统的控制程序编程。
[0115] 例如，对于所进行的特征码扫描，是所进行的红外线投射以及在图块表面发生红外线吸收和穿透之后所进行的摄影和影像读取实现，由此来成功识别得到特征码。在一个示例性实施例的具体实现中，光学图像采集设备为仅具备特征码识别功能的点读笔，与机器人控制部件近距离连接，与此相对应的，所扫描得到的特征码可以是适应于点读笔的二维图形码，在此仅作举例说明，而并不限于此。
[0116] 通过此示例性实施例，为机器人硬件系统的机器编程提供仅进行图块中数的采集以及传输的光学图像采集设备，保证了较小体积且成本低廉，易于携带，也不会受到自然场景中的条件影响，可靠性和稳定性得到增强。
[0117] 在另一个示例性实施例中，数据采集部件还包括辅助采集设备，该步骤311还包括：
[0118] 适应于图块的类型，通过所对应的辅助采集设备进行所在图块中的数据采集，获得所在图块中携带的数据，该数据为所在图块特征对应的编码。
[0119] 其中，除了光学图像采集设备进行图块所携带数据的采集之外，数据采集部件还包括了辅助采集设备，实现更多形式图块中数据的采集，为机器人编程的进行提供可为丰富的可用图块。在一个示例性实施例的具体实现中，所指的辅助采集设备包括NFC(Near Field Communication，近距离无线通讯)数据采集器、颜色传感器等。
[0120] 对于NFC数据采集器，其将对所贴近的图块执行数据采集，以此来实现所在图块携带数据的采集。但是，NFC数据采集器所能够适用的图块需要特制，无法随意自制，进而使得所能够映射到的动作描述信息有限，因此，仅能够作为辅助存在。
[0121] 而颜色传感器，所能够识别的颜色有限，这也导致了所能够映射得到的动作描述信息是非常有限的，因此，也仅能够作为辅助而存在。
[0122] 颜色传感器将进行图块上颜色的感知，所感知的颜色即为图块特征，以此来获得所感知颜色映射编码，通过该编码而映射至动作描述信息上。
[0123] 通过此示例性，使得所进行的机器人编程能够兼容于各种类型的图块，并且相适应的启用不同的数据采集部件，由此将极大的拓宽了所能够应用的范围和所适用的场景。
[0124] 图4是根据另一示例性实施例示出的一种面向于机器人编程的交互实现方法的流程图。在一个示例性实施例中，如图4所示的，该面向于机器人编程的交互实现方法，至少还包括以下步骤。
[0125] 在步骤510中，适配于机器人控制部件的数据采集部件进行自然交互数据的采集，自然交互包括语音交互和/或图像交互。
[0126] 其中，所指的自然交互，是在自然场景下人与数据采集部件之间的语音和/或视频交互；与此相对应的，所获得的自然交互数据包括了音频数据和/或视频数据。
[0128] 在步骤530中，将采集的自然交互数据发送至机器人控制部件。
[0129] 其中，随着所进行的自然交互数据采集，所采集得到的自然交互数据被随之向机器人控制部件传输。具体的，如前所述的，在数据采集部件和机器人控制部件二者之间的蓝牙连接下，所持续采集得到的自然交互数据被持续传输至机器人控制部件，而数据采集部件为保证自身体积，即便携性以及成本，将不进行所采集得到自然交互数据的处理。
[0130] 在步骤550中，机器人控制部件处理自然交互数据生成动作描述信息，动作描述信息用于控制所搭建机器硬件系统中的机器人器件。
[0131] 其中，接收到自然交互数据的机器人控制部件需要使得所接收的自然交互数据转化为动作描述信息，以此方能够达成所对应机器人器件的控制。
[0132] 此时，应当理解的，在此示例性实施例中，为所进行的机器人编程提供了自然场景下人与机器人硬件系统之间的交互，而不限于图块的摆放以及图块所携带数据的采集，增强了所进行机器人编程的交互性能。
[0133] 机器人控制部件对所接收自然交互数据的处理，包括音视频的内容识别，即语音识别和/或视频识别，以获得所输入的操控内容，进而以此为依据转化生成动作描述信息。
[0134] 在一个示例性实施例中，自然交互数据的处理可以是相对于云服务器处理的在线识别，也可以是离线识别，将根据机器人控制部件是否能够接入网络，进而连接到服务器资源确定。
[0135] 也就是说，机器人控制部件将根据当前所能够获得的网络环境而确定自然交互的识别环境，进而适应于所确定的识别环境进行自然交互数据的处理。
[0136] 在一个示例性实施例中，该步骤550包括：机器人控制部件适配于自然交互的识别环境，进行自然交互数据的识别生成动作描述信息。
[0137] 进一步的，图5是根据图4对应实施例示出的对步骤550进行描述的流程图。在一个示例性实施例中，自然交互的识别环境包括在线环境和离线环境，如图5所示，该步骤550至少包括：
[0138] 在步骤551中，机器人控制部件检测自身是否能够连接服务器资源。
[0139] 在步骤553中，如果已连接服务器资源处于自然交互识别的在线环境，则通过所连接服务器进行自然交互数据的在线识别生成动作描述信息。
[0140] 在步骤555中，如果未连接服务器资源处于自然交互识别的离线环境，则进行自然交互数据的离线识别生成动作描述信息。
[0141] 其中，自然交互的识别环境中，所指的在线环境是指具备自然交互在线识别的能力，能够进行自然交互的在线识别；离线环境则是指自然交互无法在线识别，只能进行自然交互的离线识别。
[0143] 但是，如果机器人控制部件发生服务器的网内丢失，即无法连接至具备识别能力的云服务器，此时进行自然交互的离线识别，即通过本地所存储的识别库进行自然交互数据向动作描述信息的转化。
[0145] 对于数据采集部件而言，无论是进行自然交互的识别，还是为此而进行服务器的交互，都交由机器控制部件执行，自身将仅进行数据的采集以及近距离数据交换，数据采集部件和机器人控制部件仅建立单向链路，以此来保证数据采集部件的简易性，数据采集部件并不会由于性能的增强以及功能的丰富而不断冗余臃肿。
[0146] 在一个示例性实施例中，所进行的在线识别，是通无线网络所提供的互联网接入而将自然交互数据发送到云服务器，进而获得云服务器返回的识别结果，即转化自然交互数据而生成的动作描述信息，以此来使得机器人器件执行控制。
[0147] 所进行的离线识别，是机器人控制部件，基于离线识别库，例如离线语音库进行离线识别，以获得相应动作描述信息。
[0148] 但是，离线识别库受限于存储空间，往往并不如云服务器所部署的在线识别库完整，为保证识别率，将优先进行在线识别，仅在无法在线识别时执行离线识别，以此来在保证识别率的同时保证识别的可靠性和稳定性。
[0149] 图6是根据图2对应实施例示出的对步骤350进行描述的流程图。在一个示例性实施例中，如图6所示，该步骤350至少包括：
[0150] 在步骤351中，机器人控制部件根据动作描述信息确定机器人硬件系统中相对自身处于近端或者远端的机器人器件。
[0151] 在步骤353中，按照动作描述信息执行程序指令，通过程序指令的执行控制机器人器件执行动作。
[0152] 其中，动作描述信息所对应的动作执行主体，可以是相对于机器人控制部件处于近端的机器人器件，即与机器人控制部件近距离接触的机器人器件；也可以是相对于机器人控制部件处于远端的机器人器件，即与机器人控制部件距离较远的机器人机器，在此不进行限定。机器人器件可连接于机器人控制部件，也可脱离机器人控制部件存在。所指的近端和远端，是相对于机器人控制部件和机器人器件是否需要进行远程控制而言的，例如，与机器人控制部件装配在一起的机器人器件，或者机器人控制部件与机器人器件处于同一空间，即可视为机器人器件相对机器人控制部件处于近端。
[0153] 又例如，机器人器件与机器人控制部件处于不同楼层，或者机器人控制部署于人们所在的室内环境，机器人器件在室外环境中运动，机器人控制部件将对机器人器件实施远程控制，故机器人器件是处于机器人控制部件的远端的。
[0154] 动作描述信息是由若干程序指令所形成的逻辑语句，因此，将通过程序指令的执行而使得机器人器件执行指定动作，进而完成设定任务。
[0155] 通过如上所述的示例性实施例，使得无门槛的机器人编程成为可能，由此，便可基于所获得的机器人套件随意进行机器人硬件系统的搭建以及动作控制，通过所交互实现的机器人编程而使得机器人硬件系统的运动是适应于所设定的规则的，例如，所设定的机器人闯关规则，机器人编程所应用得到拓宽。
[0156] 以所搭建机器人硬件系统需要按照设定规则走出迷宫为例，结合上述方法进行阐述。
[0157] 搭建的机器人硬件系统具备行走功能，在一通信空间中，一区域为所搭建机器人硬件系统的运动区域，在此之外的一区域则为人们通过图块摆放而进行机器人编程的区域。
[0158] 由此，而对于机器人硬件系统在运动区域的存在以及所需要执行的运动，将进行图块摆放，所摆放的图块便是对应于机器人硬件系统按照设定规则的行走实现的。
[0159] 人们通过所握持的数据采集部件，按序逐一进行每一图块上数据的采集，以此来逐一映射至动作描述语言，使得机器人硬件系统能够如人们所想而完成运动。
[0160] 通过上述方法的实现，将为机器人硬件系统的搭建以及机器人编程的进行提供了各种交互玩法，以此来增强机器人的交互性能。
[0161] 下述为本发明装置实施例，用于执行本发明上述面向于机器人编程的交互实现方法实施例。对于本发明装置实施例中未披露的细节，请参照本发明面向于机器人编程的交互实现方法实施例。
[0162] 图7是根据一示例性实施例示出的一种面向于机器人编程的交互实现系统的框图。在一个示例性实施例中，如图7所示，该面向于机器人编程的交互实现系统，至少包括：数据采集部件710以及所搭建的机器人硬件系统730，机器人硬件系统730包括机器人控制部件731和机器人器件733。
[0163] 适配于机器人控制部件731的数据采集部件710，被配置为进行图块所携带数据的采集，所述图块所携带的数据对应于为所搭建机器人硬件系统730的动作控制描述；
[0164] 机器人控制部件733被配置为：
[0165] 通过采集的所述数据获取映射的动作描述信息；
[0166] 根据所述动作描述信息在所搭建机器人硬件系统730向所对应机器人器件733执行动作控制。
[0167] 图8是根据图7对应实施例示出的对数据采集部件进行描述的框图。在一个示例性实施例中，如图8所示，数据采集部件710至少包括图块数据采集模块711和近距离通信模块713。
[0168] 图块数据采集模块711，用于进行所在图块的采集，获得所述图块携带的数据；
[0169] 近距离通信模块713，用于将所述图块携带的数据通过所进行的通信传输至所述机器人控制部件731。
[0170] 在一个示例性实施例中，数据采集部件710包括光学图像采集设备，所述图块数据采集模块711进一步用于进行着所在图块的扫描，通过所述扫描以得到所述图块包含的特征码，所述特征码为所在图块携带的数据。
[0171] 在另一个示例性实施例中，数据采集部件710还包括辅助采集设备，数据采集模块711进一步用于适应于所在图块的类型，进行所在图块中的数据采集，获得所在图块中携带的数据，所述数据为所在图块特征对应的编码。
[0172] 图9是根据另一示例性实施例示出的一种面向于机器人编程的交互实现系统的框图。在一个示例性实施例中，如图9所示，该面向于机器人编程的交互实现系统，包括：自然交互采集模块910以及发送模块930。
[0173] 自然交互采集模块910，用于在与机器人控制部件731的适配下，进行自然交互数据的采集，所述自然交互包括语音交互和/或图像交互；
[0174] 发送模块930，用于将采集的所述自然交互数据发送至所述机器人控制部件731；
[0175] 机器人控制部件731，用于处理所述自然交互数据生成动作描述信息，所述动作描述信息用于控制所搭建机器人硬件系统中的机器人器件733。
[0176] 在一个示例性实施例中，机器人控制部件731适配于所处自然交互的识别环境，进行所述自然交互数据的识别生成动作描述信息。
[0177] 进一步的，自然交互的识别环境包括在线环境和离线环境，机器人控制部件731被配置为：
[0178] 检测自身是否能够连接服务器资源；
[0179] 如果已连接服务器资源处于自然交互识别的在线环境，则通过所连接服务器进行自然交互数据的在线识别生成动作描述信息；
[0180] 如果未连接服务器资源处于自然交互识别的离线环境，则进行所述自然交互数据的离线识别生成动作描述信息。
[0181] 图10是根据图7对应实施例示出的对机器人控制部件进行描述的框图。在一个示例性实施例中，机器人控制部件731至少包括：
[0182] 主体确定模块1001，用于根据所述动作描述信息确定所述机器人硬件系统730中相对自身处于近端或者远端的机器人器件733；
[0183] 指令执行模块1003，用于按照所述动作描述信息执行程序指令，通过所述程序指令的执行控制所述机器人器件733执行动作。
[0184] 以教育机器人套件中的智能小车和所配置的数据采集部件为例，结合上述方法进行阐述。
[0185] 教育机器人套件，是面向于儿童的益智玩具，与之相对应的，智能小车实质为机器人玩具。图11是根据一示例性实施例示出的智能小车以及数据采集部件之间的交互示意图。
[0186] 如图11所示的，智能小车1110与数据采集部件1130二者之间进行无线通信，在无线通信的作用下实现数据采集部件1130到智能小车1110之间的单向通信。图12是根据图11对应实施例示出的智能小车与数据采集部件二者之间的物理装配示意图。
[0187] 如图12所示的，智能小车1110和数据采集部件1130是可分离或者组合在一起使用的，例如，在智能小车1110上通过夹住、磁吸等方式使得数据采集部件1130与智能小车1110组合在一起。
[0188] 针对于智能小车1110所进行的编程，将通过前述所指的图块实现。而图块是以卡片、绘本、道具等形态存在的。例如，图13是一游戏场景下图块所实现智能小车控制的应用示意图。如图13所示的，数据采集部件1130对以卡片、绘本、道具等形态存在的图块实施数据采集，与此相对应的，智能小车1110置于地图、场景图或者绘本之上，根据数据采集部件1130所读取的数据得以实施智能小车1110的程序控制，进而做出相应动作。
[0189] 由此可见，图块摆放的区域之上数据采集部件1130为儿童所进行的编程读取数据，智能小车1110在地图、场景(可以是舞台)甚至于绘本所提供的运动区域执行动作。此外，两个区域也可合二为一，即如图14所示的。
[0190] 图14是另一游戏场景下图块所实现智能小车控制的应用示意图。如图14所示的，数据采集部件1130的目标即为地图本身，通过在地图上点击不同部位，引导智能小车1110做出不同动作。
[0191] 图15是另一游戏场景下智能小车和数据采集部件组合在一起的示意图。如图15所示的，将智能小车1110和数据采集部件1130组合在一起，通过执行地图内交互来控制智能小车1110的动作执行。
[0192] 具体的，在智能小车1110所运动的地图内，放置卡片、道具贴纸等形式的图块，以使得智能小车1110行进到某一位置时，通过数据采集部件1130对图块采集的数据而控制智能小车1110做出特定动作。当然，地图和图块之间，可以是相互独立的，但图块也可为地图的一部分，例如，以地图块的形态存在。
[0193] 图16是另一游戏场景下智能小车和数据采集部件组合在一起的示意图。如图16所示的，组合在一起的智能小车1110和数据采集部件1130进行地图外交互。具体的，卡片、道具贴纸等形式的图块放置于地图外，通过数据采集部件1130对图块进行的数据采集，使得智能小车1110行进到地图上的某一位置且做出特定动作。
[0194] 由此，将使得教育机器人套件能够适应于儿童编程的进行，通过可视化可触摸的硬件编程，极大的降低教育领域面向于儿童阶段的孩子进行的编程学习门槛。
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