[发明专利]一种通用的教育娱乐机器人应用软件研制平台

摘要

本发明公开了一种通用的教育娱乐机器人应用软件研制平台，通过建立API库，为第三方用户提供了用于控制教育娱乐机器人常见硬件设备的API以及与教育娱乐机器人常见的应用功能和算法对应的API，第三方用户只需在编辑模块提供的应用软件编辑环境下，根据应用需求，自由选择和组合所需的API来编制应用软件，这样，降低了软件编制难度，实现了应用软件可配置性。由于API具有通用的调用接口，屏蔽了底层硬件平台的差异性，因此具有模块可重用性，在此基础上，应用软件用于控制不同教育娱乐机器人时可以不修改或细微修改，实现了软件可移植性和通用性。

主权项

一种通用的教育娱乐机器人应用软件研制平台，其特征在于，包括：API库，其含有控制教育娱乐机器人常见硬件设备的API（Application Programming Interface，即应用程序接口）以及与教育娱乐机器人常见应用功能和算法对应的API，用于供第三方用户根据应用需求自由选择和组合所需API以完成应用软件编制，这些API向第三方用户提供了通用的调用接口，以屏蔽教育娱乐机器人底层硬件的差异性；API管理模块，用于根据API的功能，基于树状结构对API库里的API进行分类组织管理，并提供给平台管理人员添加API的接口；虚拟硬件设备驱动程序库，用于存储教育娱乐机器人的典型虚拟硬件设备的驱动程序；选取典型的教育娱乐机器人硬件设备作为虚拟对象，遵循Player规范预先编制相应硬件设备的驱动程序，完成后，通过硬件设备管理模块提供的虚拟硬件设备驱动程序添加接口，将其加入虚拟硬件设备驱动程序库，该硬件设备的简单信息也将被硬件设备管理模块所记录；硬件设备管理模块，用于对平台支持的教育娱乐机器人硬件设备进行管理：一方面，对于平台支持的虚拟硬件设备以及已经真实存在的机器人硬件设备，硬件设备管理模块以硬件设备列表（包括虚拟硬件设备列表和真实机器人硬件设备列表）的形式提供这些硬件设备的简单信息，包括硬件设备的名称和硬件设备的属性等信息，供第三方用户在进行教育娱乐机器人应用软件研制时选择相应的硬件设备；另一方面，硬件设备管理模块还向平台管理人员提供真实硬件设备和虚拟硬件设备的驱动程序添加接口，通过真实硬件设备驱动程序的添加接口，平台管理人员可将真实存在的教育娱乐机器人硬件设备的驱动程序植入相应的教育娱乐机器人操作系统；而通过虚拟硬件设备驱动程序添加接口，平台管理人员可方便地向虚拟硬件设备驱动程序库里添加新的虚拟硬件设备驱动程序；编辑模块，用于为远程登录的第三方用户提供可视化的配置文件编辑环境和教育娱乐机器人应用软件的编辑环境，基于第三方用户的输入和选择，完成配置文件和应用程序代码的编辑生成；配置文件分为系统配置文件和仿真配置文件，系统配置文件描述应用软件运行的环境和其涉及的硬件设备信息，仿真配置文件描述应用软件运行的仿真 环境设置信息；编辑模块中的配置文件编辑环境提供了对上述两种配置文件的编辑支持，具体而言，通过连接硬件设备管理模块，让第三方用户从虚拟硬件设备列表或真实机器人硬件设备列表里选择所需硬件设备，并根据第三方用户的选择生成符合Player规范的系统配置文件；与此同时，配置文件编辑环境也提供了常用的仿真环境模板，供第三方用户选择，对于个性化的仿真任务，第三方用户可通过修改平台提供的仿真环境模板、或者根据平台提供的生成向导逐步建立自己的仿真环境，进而生成符合Player规范的仿真配置文件；教育娱乐机器人应用软件编辑环境支持文本和图形两种编辑模式；文本编辑模式提供对齐、语法高亮、删除、复制和粘贴等功能，文本编辑模式下，通过连接API管理模块，向第三方用户提供API的分类树状显示，即显示各个类别的名称，各个类别下包含的API信息，具体包括API的名称、参数名称、API功能描述和参数描述等信息；第三方用户在文本编辑模式下基于Player规范搭建程序框架，并根据应用需求，点击选择所需的API，将其加入到程序代码中适合的位置，完成应用程序代码的编写；图形编辑模式为第三方用户提供更为简便的编程模式，以图形块来代表API和相关的逻辑控制函数，分类显示各个类别有关的API图形块和逻辑控制图形块，提供图形块所代表的API及逻辑控制函数的功能描述、参数描述信息，并能提示第三方用户设置具体参数值，第三方用户通过选择并组合图形块可以快速指定教育娱乐机器人的动作流程，编辑模块根据第三方用户指定的教育娱乐机器人的动作流程生成对应应用程序代码；编译模块，含有多种语言的编译器，用于完成对应用程序代码的编译：根据应用程序代码编辑时所用的语言，编译模块指定对应的编译器，编译生成可执行的应用程序；执行模块，用于执行应用程序，以验证应用程序逻辑正确性；执行模块分为在线动画仿真模块和远程视频演示模块；执行模块首先解析系统配置文件获知执行环境是真实环境还是仿真环境；若应用程序执行环境为仿真环境，在线动画仿真模块会根据系统配置文件中的硬件设备描述，从虚拟硬件设备驱动程序库中选择加载对应的虚拟硬件设备驱动程序，完成应用程序和虚拟硬件设备驱动程序的联合执行，并根据仿真配置文件在线生成仿真环境，基于应用程序 中的控制逻辑，在仿真环境中直观地绘制出教育娱乐机器人发出的动作，第三方用户可通过浏览器直接查看仿真结果；若应用程序执行环境若为真实环境，远程视频演示模块会与教育娱乐机器人实体建立连接，并根据系统配置文件中的硬件设备描述，控制机器人加载相应的硬件设备驱动程序，并执行应用程序以实现对机器人的控制，机器人的动作会被部署在实际环境中的摄像头捕获，通过网络传输视频数据到教育娱乐机器人应用软件研制平台，第三方用户可通过浏览器查看视频结果。