【摘 要】
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在集成电路、5G通信、嵌入式等高新技术领域飞速发展的背景下,人形机器人的人机交互对于特定的工作环境、特殊的服务人群具有重要的现实意义,具有高可靠性、低成本性、易用性的可动态交互的人形机器人已成为目前的研究热点。在日益严峻的国际竞争格局下,产业链国产化已经成为了国家的发展战略,开源、系统自主已经成为了企业追求的目标。海思作为国内的头部芯片厂商,在我国的芯片自产进程中起到了关键作用,其产品的研发和应用
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在集成电路、5G通信、嵌入式等高新技术领域飞速发展的背景下,人形机器人的人机交互对于特定的工作环境、特殊的服务人群具有重要的现实意义,具有高可靠性、低成本性、易用性的可动态交互的人形机器人已成为目前的研究热点。在日益严峻的国际竞争格局下,产业链国产化已经成为了国家的发展战略,开源、系统自主已经成为了企业追求的目标。海思作为国内的头部芯片厂商,在我国的芯片自产进程中起到了关键作用,其产品的研发和应用打破了国外的封锁和垄断,对我国的产业自有化发展有着重要意义。论文以人机交互为出发点,采用基于ARM架构的海思硬件平台,结合Linux软件操作系统以及其他硬件模块、开源软件资源等,实现了人形机器人对人体动作的实时反应和模仿功能。论文的主要内容包括:（1）构建一个满足基本功能的视频交互系统。将嵌入式Linux软件操作系统、海思媒体处理软件平台（MPP:Media Process Platform）以及其它开源软件资源移植到以ARM为架构的HI3518E作为核心硬件的主控中,并驱动相应的外部设备。具体包括Boot、Kernel、Rootfs、海思SDK以及Linux系统下的设备驱动开发等内容。（2）开发一套人体关节点处理系统。利用海思SDK,对视频输入（VI:Video Input）、视频处理（VPSS:Video Process Sub-System）以及视频编码（VENC:Video Encode）等进行二次开发,搭建了一个可传输H.264码流的视频采集传输系统,实时解码分析H.264视频码流;利用Openpose获取人体关节点信息数据,并转化成人形机器人控制所需角度数据,再利用串口或蓝牙模块将角度信息数据发送给人形机器人。具体包括H.264的关键性技术、码流结构、RTP/RTSP网络传输协议以及逆运动学原理等。（3）适配开发了人型机器人控制系统。人形机器人采用韩端科技（深圳）有限公司的少年派机器人,实现了FreeRTOS系统内核的移植,利用18个伺服舵机来模拟人体的关节点,采用串口或者蓝牙接收指令数据。经过调试,机器人的主控根据获取的数据,能够实时控制人形机器人的动作,实现实时交互的目的。论文工作最终实现了一套完整的人形机器人实时交互系统,可以完成对视频采集到的人体动作进行实时捕捉、模仿和反应,具有一定的实际应用价值,并为海思生态系统提供了一套完整的低成本人机交互解决方案。
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