仿人面部表情机器人的控制系统设计

介绍了基于AT89S52单片机的仿人面部表情机器人的运动控制系统硬、软件结构.通过对人类个性面部表情的分析,设计了面部机构的控制算法.通过实验完成了7路舵机的运动控制并实现了各个不同的面部表情.为进一步研究智能面部表情机器人提供了一定的基础.     

仿人面部表情机器人研究现状与展望

仿人面部表情技术在实现仿人机器人与人的情感交流上起着非常重要的作用.文中首先对美国汉森机器人技术公司和麻省理工学院、日本早稻田大学和东京理科大学,以及我国哈尔滨工业大学的表情机器人研究进行了分析比较.然后讨论了表情机器人研究在FACS理论、仿人头部机械设计和机器人情感等方面的关键技术.最后对表情机器人发展中亟待解决的问题及趋势做了展望.     

具有视觉及面部表情的仿人头像机器人系统设计与研制

设计并研制了具有面部表情和对人类表情识别机能的仿人头像机器人系统.该机器人具有弹性面部皮肤机构,能够实现从CCD图像采集装置获得人类的自然、开心、生气、悲伤、惊讶、厌恶等表情图像,然后进行表情识别,并根据识别结果,对机器人面部皮肤和头部器官进行运动控制再现表情;提出了用于实现机器人表情再现控制的表情特征点偏移量及偏移系数概念和计算方法,解决了图像不同比例、人与机器人面部差异情况下机器人表情再现控制问题;实验结果表明,该机器人能够逼真地再现出所识别的人类6种基本表情.     

基于舵机驱动的一种仿人面部表情机器人的结构设计

仿人面部表情机器人研究难点之一是在有限空间内完成机械结构设计。文章选用舵机作为驱动,完成了一个结构精简、空间利用率高、成本低的仿人面部表情机器人的结构设计。该机器人外形尺寸接近真人,包含眉毛、眼睑、眼睛和下颌4个运动模块,由7个舵机驱动。整个设计在UG中三维建模并进行运动仿真,机器人能实现多个类人的基本表情。     

一种仿人机器人面部的结构设计

介绍一种仿人机器人面部的机械结构设计。对产生每种面部表情所需的运动形式和范围进行了分析 ,设计出了眉毛、眼睛、嘴和下颌 4个运动模块。机器人面部的运动是由 2 3个步进电机来驱动的 ,通过这些运动 ,机器人面部就能产生像人一样的表情。     

一种具有人造皮肤的仿人表情机器人结构设计

具有人造皮肤的表情机器人结构设计是仿人表情机器人的研究热点。现有大部分仿人表情机器人通过10个以上的驱动分别牵引人造皮肤上的控制点来实现表情,成本较高、结构复杂,不利于表情机器人的推广与运用。因此,根据表情的实现原理,结合对称性和基本表情实现的特点,提出了最少驱动数为7的仿人表情机器人结构设计,对FACS理论的分析,设计出用较少驱动来牵引人造皮肤,实现基本表情的仿人机器人,能较大降低成本,有利于对表情机器人的推广。并通过实验样机验证了设计。该研究为仿人表情机器人的进一步研究提供了参考。     

具有面部表情识别与再现的机器人头部系统的研制

研制出具有对人类表情识别和表情再现机能的仿人机器人头部系统,该系统由仿人机器头部本体、图像采集设备、表情及面部器官控制系统、表情识别系统等部分组成;该系统从图像采集装置获得人类表情图像,然后采用SVMs和ASM结合的方法进行视频序列的人脸表情识别,设计了眼球、眼睑、下颚等面部器官和面部表情机构及驱动系统对机器人面部皮肤和头部器官进行运动控制,并根据识别结果,可实现七种不同特征的面部表情的再现。     

仿人头像机器人“H＆Frobot-Ⅲ”语音及口形系统研制与实验

为进一步研究仿人头部器官及面部表情的行为智能,以及机器人与人类交流问题,首次将口形及其与语音协调问题引入到表情机器人系统,并进行研究。在已研制成功的具有面部表情及视觉仿人头像机器人系统“H＆Frobot-Ⅱ”基础上,根据人面部运动肌肉解剖学及Ekman面部表情编码系统FACS,论述了口部动作驱动点设置、口形驱动机构及控制方法,设计、研制了语音及口形系统;最后给出了机器人“H＆Frobot-Ⅲ”的语音识别与口形协调实验结果,其口形与人讲同样话时口形能够很好地吻合,验证了语音与口形系统的可行性,从而为进一步研究机器人表情智能奠定了技术基础。     

仿人机器人头颈协调系统的研制

研制出仿人机器人头颈协调系统,主要包括仿人机器人和控制系统。仿人机器人具有22个自由度,控制系统采用上下位机结构,并完成包含四种工作模式的人机软件界面。在ADAMS软件中,对眼球圆周转动以及眼颈协调运动进行运动学仿真。实验结果表明,在头颈协调系统中,机器人的面部器官能够逼真地再现8种基本表情,结合颈部运动,可以实现更多丰富多样的表情,比如愧疚、仰天大笑及傲慢等,头颈协调运动能够使得机器人实现对小球和人脸的可靠性检测和跟踪。     

模块化水下机器人控制系统设计

为了提高水下机器人控制系统设计的工作效率,提出了一种基于模块化思想的控制系统设计方法.模块化是指在对一定范围内的不同产品进行功能分析和分解的基础上,划分并设计生产出一系列通用模块或标准模块.把控制系统的硬件部分和软件部分按功能分解成一系列标准模块,将标准模块按照实际需要的设计结构进行组合,即可实现水下机器人控制系统的设计.采用这种模块化方法实现了水下机器人控制系统设计上的简单化,功能上的灵活化.     

5自由度机器人手臂研究

机器人机构是其它部件的载体,也是机器人设计中最基本和首要的工作。本文介绍了以PIC单片机为核心控制器、结构简单的五自由度机器人手臂结构,该手臂关节采用模块化设计,控制系统主要由PIC智能控制模块和电机驱动模块组成,该手臂已经成功应用于某机器人上,运行情况良好。为了进一步完善机器人功能,本文最后提出了机器人手臂的未来研发计划。     

网球场捡球机器人系统设计

针对网球场捡球的需要,采用VEX的组件设计了网球场捡球机器人.该捡球机器人通过遥控运动或自主运动,完成捡球、储球、运球、放球的操作.通过在网球场的实际运行,验证了捡球机器人的可行性和实用性.     

家庭服务机器人现状与展望

家庭服务机器人具有辅助人类从事家务劳动、提高人们居家生活质量等优势,已经得到千家万户的认可,逐步成为人们日常生活的重要组成部分.根据家庭服务机器人的智能化程度和用途将家庭服务机器人分为初级小家电类机器人、幼儿教育娱乐类机器人、人机互动式机器人.依据家庭服务机器人的功能特征分析其研究现状,并且分析3类机器人所应用的关键技...     

基于HyperWorks仿人机器人面部表情仿真

仿人机器人面部表情的实现是人机交互的重要组成部分,为了实现仿人机器人的面部表情,首先通过观察日本女性JAFFE的大量照片,分析面部表情的动作特征,在原有的7种基本表情模型的基础上,增加感兴趣这种表情,将人的基本表情分为8种。然后根据基本表情的面部动作特征,设计机器人面部表情特征点。在Solid Works中建立三维模型,借助于Hyper Works有限元软件对8种基本面部表情仿真分析,得出在弹性皮肤上驱动的载荷参数,为机器人样机表情的实现提供了一定的依据。     

水轮机修复专用机器人系统设计

扼要介绍了水轮机修复专用机器人的国内外发展现状,重点进行了适合我国情况的水轮机修复专用机器人系统的总体设计研究。     

交互式自解耦桌面康复训练机器人系统

传统的康复机器人机构运动学多解,末端控制复杂,且往往只有视听反馈,无力反馈,未能达到最好的康复效果.为此,研制了一款基于自解耦机构的交互式康复系统,内含并联连杆机构,实现平动与转动自由度的解耦、力与力矩的解耦;基于患者末端位置设计了3种控制模式,包括:人体主导模式、机器人主导模式以及安全停止模式,实现高精度的轨迹跟踪,...     

仿人机器人足部结构与感知系统设计及ZMP计算

针对仿人机器人行走中的平稳性要求,首先,设计了由弧形脚掌、被动趾关节、冲击吸收机构和传感器模块组成的足部结构;其次,推导了在足部结构支撑下的ZMP算法。实验表明,由足部结构及传感器布置能够实现ZMP的准确测量。     

基于机器人视觉的服务机器人表情识别研究

开发了一种基于机器人视觉的表情识别系统。系统首先基于人脸肤色及Gabor纹理特征精确定位人脸区域,其次用Gabor小波变换提取表情特征并设计基于支持向量机的表情分类器,最终实现对7种人脸基本表情的识别。实验表明,该方法在室内环境下能够实时地识别表情并具有较高的识别成功率。     

图形交互式机器人离线编程系统设计

根据当前国内外工业机器人离线编程技术的研究状况,分析了其离线编程系统的硬件与软件组成,并分析了各模块的功能及相互耦合关系,对图形交互式工业机器人离线编程及工作过程动态仿真中的关键技术作了探讨。     

仿人机器人发展现状及其腰部机构研究

仿人机器人目前已成为机器人领域的研究热点问题之一。本文对仿人机器人目前的发展现状进行了综述,介绍了腰部机构在仿人机器人的作用以及具有不同结构特点的腰部机构。介绍了一种新型的两个自由度的并联差动驱动的腰部机构,并进行了运动学分析及PID控制下的响应特性分析。实验结果表明,该机构具有较快的响应速度和较好稳态精度。