智能绘画机器人的绘画引导方法、芯片及智能绘画机器人与流程

本发明涉及机器人自主绘画的技术领域，特别是涉及到一种智能绘画机器人的绘画引导方法、芯片及智能绘画机器人。

背景技术：

随着科技的发展，智能机器人的运用领域越来越广泛，能绘画的机器人也将受到人们的欢迎。素描，可以用单色线条或涂抹成面等方式来表现直观世界中的事物，亦可以表达思想、概念、态度、感情、幻想、象征甚至抽象形式。

目前，在实际运用中要求智能机器人一般是针对线条简单的图像进行作画，比较机械地绘制出物体的外边缘线，在画的时候容易直接出现一条线接一条线的首尾严实地连在一起的现象，显得比较僵硬，造成画面内描绘的物体比较孤立，与同一画面上的背景环境失去联系，智能机器人绘制的物体没有空间感，智能机器人在绘画时难以让绘制对象表现出空间感。

技术实现要素：

为了克服上述技术缺陷，本发明公开一种智能绘画机器人的绘画引导方法、芯片及智能绘画机器人，该绘画引导方法让智能绘画机器人绘制出的轮廓线具有层次感，体现绘制对象的明暗面关系和外形轮廓的空间感。

一种智能绘画机器人的绘画引导方法，包括：步骤1、控制智能绘画机器人沿着预先规划的绘画路径移动，获取预配置的绘画周期；其中，预先规划的绘画路径是根据预先输入的绘制对象的外形边缘轮廓信息转换得到的；步骤2、控制所述智能绘画机器人在当前绘画周期内继续沿着预先规划的绘画路径移动进行线条绘制直至移动至绘画路径的预设拐点位置处以完成一次绘画路径的描述，使得当前绘画周期绘制的线条与上一个绘画周期绘制的线条平行，然后进入步骤3；其中，所述智能绘画机器人在不同绘画周期绘制的线条平行设置，且同一绘画周期内绘制的线条所包含的像素点数量是随着时间的增加而减少的；所述预设拐点位置用于表示预先规划的绘画路径的走向变化；步骤3、判断所述智能绘画机器人当前统计的绘画描述次数是否达到所述预设描述次数，是则停止进行线条绘制，否则返回步骤2；其中，绘画描述次数用于表示所述智能绘画机器人遍历的预设拐点的数目。与现有技术相比，该技术方案控制机器人按照配置的绘画周期绘制出相互平行的线条组合，利用预设拐点位置结合绘画周期来绘制出空间感和层次感的线条组合，让智能机器人具备绘画创作的能力，实施起来能够比人类更加准确快速地绘画轮廓线。

进一步地，在所述步骤1和所述步骤2之间，还包括：步骤11、控制所述智能绘画机器人采集当前位置的像素点数量，并判断采集到的像素点数量是否大于第一预定值，是则进入步骤12，否则进入步骤2；步骤12、控制所述智能绘画机器人沿着预先规划的绘画路径移动至像素点的灰度值不同的位置处，再进入步骤2。该技术方案控制所述智能绘画机器人绘画的对象获得更丰富的明暗层次的绘制线条组，增强画面的空间感。

进一步地，所述智能绘画机器人当前统计的绘画描述次数没有达到所述预设描述次数时，先判断判断采集到的像素点数量是否小于第二预定值，是则开启下一绘画周期的线条绘制，再返回所述步骤11，否则返回所述步骤2但维持在当前绘画周期内沿着预先规划的绘画路径移动；其中，第二预定值小于所述第一预定值。该技术方案根据绘画描述次数和实时采集的像素点数量来控制所述智能绘画机器人在合理的绘画路径的拐点位置处区分出绘画的对象与画面背景之间的边界，进而丰富绘制对象的空间感和层次感。

进一步地，所述智能绘画机器人在当前绘画周期内所行走的绘画路径的起点与所述上一个绘画周期内所行走的绘画路径的终点不是相连接的，其中，所述智能绘画机器人在一个绘画周期内所行走的绘画路径的终点包括所述预设拐点。从而在多个绘画周期后让所述智能绘画机器人绘画的对象表现出外形轮廓的空间感，机器人绘制线条相对轻松自由，有利于用户把握好整个画面的整体感。

进一步地，当前绘画周期绘制的线条中的起点像素点与上一个绘画周期绘制的线条中的终点像素点的连线距离小于或等于预设阈值时，将当前绘画周期绘制的线条与上一个绘画周期绘制的线条视为重合，并将当前绘画周期绘制的线条擦除；其中，当前绘画周期内绘制的线条与所述上一个绘画周期内绘制的线条都不是首尾相连的。去除沿着绘画路径所绘制出的噪声点，也降低了机器人对绘画线条的存储空间的消耗。

进一步地，所述智能绘画机器人在构建的环境地图中实时标记移动遍历过的绘画路径，其中，所述智能绘画机器人绘制的线条也被采集捕获，并按照先后执行的绘画周期反映在环境地图实时标记的绘画路径的轮廓外围。增强所述智能绘画机器人绘制对象的直观性。

一种芯片，该芯片用于存储所述绘画引导方法对应的程序代码，用于配置为引导控制智能绘画机器人沿着预设先规划的绘画路径快速准确地绘制出有空间层次的轮廓线。保证线条绘制效果的前提下极大的提高了绘画路径运算的效率、降低了绘制线条存储的空间消耗，提高了机器人绘画的性能表现和流畅度。

一种智能绘画机器人，该智能绘画机器人内置有所述芯片，该智能绘画机器人是一种扫地机器人，该扫地机器人的底座侧盖设置一个固定臂，并在相匹配的角度上设置摄像头以采集绘制线条的像素点信息，该固定臂夹持勾线笔或铅笔，用于调用所述芯片输出的基于所述绘画引导方法对应的电引导信号，通过电引导信号控制固定臂夹持勾线笔或铅笔沿着预先规划的绘画路径进行线条绘制；其中，勾线笔或铅笔在每个绘画周期内产生的墨迹是渐变的。

与现有技术相比，本发明技术方案公开的智能绘画机器人在执行前述技术方案公开的绘画引导方法的基础上，利用底座上的固定臂夹持勾线笔或铅笔产生的渐变墨迹来绘制预先输入的绘制对象的轮廓线，结合预设拐点位置和绘画周期来体现绘画对象的形态和明暗面关系，进而丰富绘制对象的空间感和层次感，分层次地创作出素描画作品的骨架，使得机器人具备优于人类的绘画创作的能力。

进一步地，所述智能绘画机器人用于向移动智能终端的客户端远程发送绘画路径与绘制线条的信息，以使用户从移动智能终端的触摸屏上获取实时构建的导航地图和导航地图上标记出的绘画路径，同时所述智能绘画机器人还用于接收用户通过用手指或触屏专用工具在移动智能终端的触摸屏上绘画的线条对应转换的指令。该技术方案公开的移动智能终端能够直观的与用户进行交互，提升绘画的互动性。

进一步地，所述绘画路径与绘制线条的信息发送至所述移动智能终端后，所述移动智能终端的客户端读取并解析出对应绘画周期内的绘制线条的像素点信息和所述智能绘画机器人所行走的绘画路径的位置点，然后将解析出的像素点信息和位置点进行坐标信息转化，显示在移动智能终端的触摸屏上，并存储在客户端当中，方便使用者快速调用，方便使用者按绘画周期监控机器人的绘画过程而不是实时监控绘画效果，达到了芯片处理压力少、工作效率高的效果，并方便用户更直接获得明暗层次表现的绘制线条组。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种智能绘画机器人的绘画引导方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

为了克服上述技术缺陷，本发明公开一种智能绘画机器人的绘画引导方法、芯片及智能绘画机器人，该绘画引导方法让智能绘画机器人绘制出的轮廓线具有层次感，体现绘制对象的明暗面关系和外形轮廓的空间感。所述绘画引导方法包括：

步骤1、控制智能绘画机器人沿着预先规划的绘画路径移动，获取预配置的绘画周期；其中，预先规划的绘画路径是根据预先输入的绘制对象的外形边缘轮廓信息转换得到的；

步骤2、控制所述智能绘画机器人在当前绘画周期内沿着预先规划的绘画路径移动进行线条绘制直至移动至绘画路径的预设拐点位置处以完成一次绘画路径的描述，使得当前绘画周期绘制的线条与上一个绘画周期绘制的线条平行，然后进入步骤3；其中，同一绘画周期内绘制的线条所包含的像素点数量是随着时间的增加而减少的；所述预设拐点位置用于表示预先规划的绘画路径的走向变化；

步骤3、判断所述智能绘画机器人当前统计的绘画描述次数是否达到所述预设描述次数，是则停止进行线条绘制，否则返回步骤2；其中，绘画描述次数用于表示所述智能绘画机器人遍历的预设拐点的数目，所述智能绘画机器人每遍历一个预设拐点，则对绘画描述次数加一计数。

与现有技术相比，该技术方案控制机器人按照预设拐点结合像素点数目绘制出相互平行的线条组合，进而绘制出空间感和层次感的线条组合，让智能机器人具备绘画创作的能力，实施起来能够比人类更加准确快速地绘画轮廓线。

作为一种实施例，一种智能绘画机器人的绘画引导方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤s1、控制智能绘画机器人沿着预先规划的绘画路径移动，获取预配置的绘画周期，然后进入步骤s2；其中，预先规划的绘画路径是根据预先输入的绘制对象的外形边缘轮廓信息转换得到的，预配置的绘画周期是根据预先输入的绘制对象的外形边缘轮廓信息分配的，使得所述智能绘画机器人按照配置的不同绘画周期先后完成绘制对象的外形边缘轮廓信息的线条绘制。

步骤s2、控制所述智能绘画机器人采集当前位置的像素点数量，然后进入步骤s3；当前位置处采集的像素点数量包括所述智能绘画机器人实时绘制的线条的像素点数量和/或所述智能绘画机器人预先绘制好的线条的像素点数量。

步骤s3、判断采集到的像素点数量是否大于第一预定值，是则进入步骤s4，否则进入步骤s5。其中，像素点数量大于第一预定值的线条在画面中呈现密集的分布，第一预定值是用于表现绘制对象的暗面，即背光面。

步骤s4、控制所述智能绘画机器人沿着预先规划的绘画路径移动至像素点的灰度值不同的位置处，再进入步骤s5。通过判断采集到的像素点数量和灰度值差异来控制所述智能绘画机器人绘画出具有明暗层次的线条组，增强画面的空间感。

需要说明的是，前述的步骤s2至步骤s4所述的绘画引导方法是在前述实施例的步骤1和步骤2之间执行的。

步骤s5、控制所述智能绘画机器人在当前绘画周期内继续沿着预先规划的绘画路径移动进行线条绘制直至移动至绘画路径的预设拐点位置处以完成一次绘画路径的描述，使得当前绘画周期绘制的线条与上一个绘画周期绘制的线条平行，然后进入步骤s6；步骤s5中，所述智能绘画机器人在当前绘画周期内移动至绘画路径的预设拐点位置时当前统计的绘画描述次数加一处理，当所述智能绘画机器人在一个绘画周期内沿着预先规划的绘画路径遍历过多个预设拐点时，所述智能绘画机器人在一个绘画周期内产生的绘画描述次数可以是多个；所述智能绘画机器人在不同绘画周期绘制的线条平行设置，且同一绘画周期内绘制的线条所包含的像素点数量是随着时间的增加而减少的；所述预设拐点位置用于表示预先规划的绘画路径的走向变化。

步骤s6、判断所述智能绘画机器人当前统计的绘画描述次数是否达到所述预设描述次数，是则进入步骤s9以停止进行线条绘制，否则进入步骤s7；其中，绘画描述次数用于表示所述智能绘画机器人遍历的绘画路径的预设拐点的数目，遍历的绘画路径的预设拐点的数目作为所述智能绘画机器人绘制结束的判断条件，所述预设描述次数的设置是在画面形成明暗相间的线条组的条件阈值，能缩小绘画空间区域、节省绘画时间。

步骤s7、判断采集到的像素点数量是否小于第二预定值，是则进入步骤s8以开启下一绘画周期的线条绘制，否则返回所述步骤s5以维持在当前绘画周期内沿着预先规划的绘画路径移动；这一绘画引导方法的控制下，所述智能绘画机器人利用不同绘画周期内绘制的线条围成的具有层次感区域的、辅助找到与绘制对象边缘轮廓、色素明暗等相符的实在感，预先规划的绘画路径在相邻的两段绘画周期之间的走向变化用于解决了绘制对象的转折轮廓线的衔接、穿插、组合、递进。第二预定值是为了充分表现出绘制对象边缘轮廓、暗面的色素的需求而设置的。

前述步骤中，第二预定值小于所述第一预定值。当前绘画周期内采集到的像素点数量大于第二预定值时，以维持在当前绘画周期内沿着预先规划的绘画路径移动至新的预设拐点位置处，从而有层次地绘画出绘制对象的轮廓线条；当所述智能绘画机器人每遍历一个预设拐点，则对绘画描述次数加一计数，直到满足绘画描述次数和绘制的线条的像素点数量的绘制对象的层次性描述要求为止，此时不考虑所述智能绘画机器人是处于哪一个绘画周期，从而容易出现一个绘画周期内产生的绘画描述次数不仅仅是1个。该步骤根据绘画描述次数和实时采集的像素点数量来控制所述智能绘画机器人在合理的绘画路径拐点位置处区分出绘画的对象与画面背景之间的边界，表现出绘制对象的轮廓特征的明暗相间的效果。

步骤s8、控制所述智能绘画机器人开启下一绘画周期的线条绘制工作状态中，此时采集到的像素点数量已经小于第二预定值，所述智能绘画机器人已经沿着预先规划的部分绘画路径来充分表现出绘制对象边缘轮廓、暗面和明面，完成当前绘画周期内线条的分层次绘制任务，然后返回步骤s2以采集新的绘画路径的起点位置处的像素点数量。其中，所述智能绘画机器人在一个绘画周期内绘制线条所行走的绘画路径的终点包括所述预设拐点，但所述智能绘画机器人在当前绘画周期内所行走的绘画路径的起点与所述上一个绘画周期内所行走的绘画路径的终点不是相连接的，即所述智能绘画机器人在当前绘画周期内所行走的绘画路径的终点与所述下一个绘画周期内所行走的绘画路径的起点不是相连接的，避免比较机械地绘制出物体的外边缘线，不容易直接出现一条线接一条线的首尾严实地连在一起的现象，使得画面内描绘的物体与同一画面上的背景环境产生联系，因而所述智能绘画机器人绘制的物体具备空间感。

值得注意的是，所述智能绘画机器人在不同绘画周期内行走的绘画路径不是连续的，导致绘制的线条不是连续的。从而在遍历多个预设拐点后且采集到的像素点数量已经小于第二预定值时，所述智能绘画机器人绘画的对象表现出外形轮廓的空间感，机器人绘制线条相对轻松自由，有利于用户把握好整个画面的整体感。

需要说明的是，前述步骤s7至步骤s8所述的绘画引导方法是在前述实施例的步骤3之后，返回步骤2之前执行的。

步骤s9、停止进行线条绘制，表示所述智能绘画机器人已经遍历过预先规划的绘画路径上足够多的（大于或等于预设绘画描述次数）的预设拐点，用于描述当前明暗层次的轮廓线。

由于本实施例中，同一绘画周期内绘制的线条所包含的像素点数量是随着时间的增加而减少的，且所述智能绘画机器人在一个绘画周期内沿着预先规划的绘画路径可以遍历过多个预设拐点，所以，当所述智能绘画机器人没有检测到当前采集的像素点数目小于所述第二预定值之前，即检测到当前采集的像素点数目仍大于或等于所述第二预定值时，就可以遍历到预设拐点，实现对当前统计的绘画描述次数加一处理，在判断采集到的像素点数量是否小于第二预定值之前就可以判断是否停止线条绘制，利用所述智能绘画机器人当前统计的绘画描述次数所表征的路径拐点意义，加快线条在同一绘制周期内的绘制速度。所述智能绘画机器人实施前述步骤后能够比人类更加准确快速地绘画轮廓线。

优选地，当前绘画周期绘制的线条中的起点位置处的像素点与上一个绘画周期绘制的线条中的终点位置处的像素点的连线距离小于或等于预设阈值时，将当前绘画周期绘制的线条与上一个绘画周期绘制的线条视为重合，并将当前绘画周期绘制的线条擦除，预设阈值的设置是用于去除沿着绘画路径所绘制出的噪声点，也降低了机器人对绘画线条的存储空间的消耗。其中，当前绘画周期内绘制的线条与所述上一个绘画周期内绘制的线条都不是首尾相连的，但形成有序的间隔分布的线条组合，有利于辅助绘画出绘制对象的外轮廓线和内轮廓线的契合。本实施例在保证绘画路径不发生调整的基础上，根据相邻两个绘画周期之间的绘制线条的距离特征对绘画线条进行优化，降低了对机器人硬件的需求。

优选地，所述智能绘画机器人在构建的环境地图中实时标记移动遍历过的绘画路径，其中，所述智能绘画机器人绘制的线条也被采集捕获，并按照先后执行的绘画周期反映在环境地图实时标记的绘画路径的轮廓外围。方便用户比较机器人绘画和人手绘画的区别。

本发明实施例还公开一种芯片，该芯片用于存储前述实施例公开的绘画引导方法对应的程序代码。用于配置为引导控制智能绘画机器人沿着预设先规划的绘画路径快速准确地绘制出有空间层次的轮廓线。保证线条绘制效果的前提下极大的提高了绘画路径运算的效率、降低了绘制线条存储的空间消耗，提高了机器人绘画的性能表现和流畅度。

基于前述实施例，本实施例还公开了一种智能绘画机器人，该智能绘画机器人内置有所述芯片，该智能绘画机器人是一种扫地机器人，该扫地机器人的底座侧盖设置一个固定臂，并在相匹配的角度上设置摄像头以采集绘制线条的像素点信息，该固定臂夹持勾线笔或铅笔，用于调用所述芯片输出的基于前述绘画引导方法对应的电引导信号，通过电引导信号控制固定臂夹持勾线笔或铅笔沿着前述实施例预先规划的绘画路径进行线条绘制；其中，勾线笔或铅笔在沿着预先规划的绘画路径绘制过程中产生的墨迹是渐变的，使得所述智能绘画机器人在不同绘画周期绘制的线条平行设置，且同一绘画周期内绘制的线条所包含的像素点数量是随着时间的增加而减少的。与现有技术相比，本实施例公开的智能绘画机器人在执行前述实施例公开的绘画引导方法的基础上，利用底座上的固定臂夹持勾线笔或铅笔产生的渐变墨迹来绘制预先输入的绘制对象的轮廓线，体现绘画对象的形态和明暗面关系，具体结合预设拐点位置和绘画周期来体现绘画对象的形态和明暗面关系，进而丰富绘制对象的空间感和层次感，分层次地创作出素描画作品的骨架，使得机器人具备优于人类的绘画创作的能力。

在上述实施例的基础上，所述智能绘画机器人用于向移动智能终端的客户端远程发送绘画路径与绘制线条的信息，以使用户从移动智能终端的触摸屏上获取实时构建的导航地图和导航地图上标记出的绘画路径，同时所述智能绘画机器人还用于接收用户通过用手指或触屏专用工具在移动智能终端的触摸屏上绘画的线条对应转换的指令，基于前述实施例给出的绘画路径的预设拐点、不同绘画周期内绘制的平行线条，用户根据预先规划的绘画路径进行作画，即可快速准确地以简笔画的形式描绘出作画图像所对应的绘制对象，提高了作画的效率，达到了计算机处理压力少、工作效率高、画风新颖有趣、作画门槛低的效果。该优选例公开的移动智能终端能够逐行绘制绘画路径的外围轮廓线的像素点，能缩小绘画空间区域、节省绘画时间、提高绘画效率。而且能够直观的与用户进行交互，提升绘画的互动性。

优选地，所述绘画路径与绘制线条的信息发送至所述移动智能终端后，所述移动智能终端的客户端读取并解析出对应绘画周期内的绘制线条的像素点信息和所述智能绘画机器人所行走的绘画路径的位置点，然后将解析出的像素点信息和位置点进行坐标信息转化，显示在移动智能终端的触摸屏上，并存储在客户端当中。方便使用者快速调用，方便使用者按绘画周期监控机器人的绘画过程而不是实时监控绘画效果，达到了芯片处理压力少、工作效率高的效果，并方便用户更直接获得明暗层次表现的绘制线条组。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

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