服务机器人面部结构设计、表情识别与人机交互研究

来源 :西南科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wanglq2009
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目前,服务机器人在人机交互中起着越来越重要的作用,逐渐朝着智能化、人性化、情感化和表情化的方向发展,同时服务机器人的研究也越来越广泛。   论文设计了服务机器人的面部结构,选用模拟舵机作为驱动器,连杆机构为主传动机构,该结构主要由眼部水平模块、眼部垂直模块、眼睑模块、眉毛模块和下颌模块组成。根据人脸头部各部分的尺寸,建立了2:3比例的人脸模型,合理、高效地利用头部空间。在Pro/e中进行三维建模,导入ADAMS中进行运动仿真,并对4种基本表情进行仿真验证。   在MATLAB平台上,对采集的表情图像进行基于差分AAM(ActiveAppearance Model)和支持向量机的人脸表情识别实验。通过差分AAM来提取人脸表情特征,然后利用支持向量机对提取的表情特征进行分类与识别。实验结果表明,改进的算法提高了表情识别的准确率。   设计了基于Atmega16与PC机的人机交互系统,该系统包括Atmega16底层控制系统模块、PC机上层控制模块、人机界面,以及相关的硬件系统。人机交互的过程如下:(1)将摄像头与PC机相连接,通过VC平台设计的人机界面,实时地显示获取的图像;(2)获得的图像经PC机表情识别处理,显示人脸表情的识别结果;(3)PC机根据识别结果做出相应的判断,发送交互表情指令给底层的Atmega16控制系统模块;(4)Atmega16控制系统发送指令给不同的驱动,机器人呈现相应的表情,最终实现了人机交互的目的。
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