论文研究了一种新型机器人——助餐机器人,通过基于人头部的姿态识别并附带语音识别来控制机器人取食,帮助手部活动功能丧失的人进食。中国有大约1000万的肢体残疾人,其中手部残疾患者占了相当大的比例。解决这些患者的饮食问题成为非常现实的问题,研究助餐机器人对于提高这些人的生活质量具有重要的意义。在分析助餐机器人国内外发展现状的基础上,提出了以图像识别为主语音识别为辅的总体上位机控制方案。上位机采用PC机完成面部识别,考虑到实时性的要求,选用OK MC10A视频卡,该卡适用于工业监控和多媒体的压缩、处理等研究开发和工程应用领域。选用凌阳61开发板,以凌阳16位单片机SPCE061A为核心的精简开发—仿真—实验板完成语音识别,下位机采用ATmega128单片机,上下位机之间通过串口进行通讯。本课题以计算机开源视觉库OpenCV为开发平台,运用肤色与背景颜色的差异对人脸部分进行粗定位,选用YCbCr空间进行色彩空间转换,设定阀值得到人脸部区域,通过图像二值化以及形态学滤波,去除掉图像中孤立的噪点,然后进行图像标记,从而获得人脸的面部特征。利用三步搜索法,选取16*16的匹配块采用MAD误差判别函数,从连续几帧图像中判别已经提取出的面部特征的运动方向。为了达到通过识别头部的运动来控制助餐机器人的取食,采用VC++的MSComm控件,利用OnComm事件自动捕获和检查通信过程中的所有通信事件或者通信错误,采用RS232协议和下位单片机Mega128完成通讯,从而完成对助餐机器人的控制。设计了语音识别上位机控制,采用凌阳单片机语音模块,通过对“桌面转”“取餐1“取餐2”“取餐3”“复位”关键词的训练,能够准确无误的控制助餐机器人,操作性好。