仿人頭像機(jī)器人的臉型可變機(jī)構(gòu)仿形研究.pdf

1、隨著科技的進(jìn)步，對(duì)于機(jī)器人的研究正朝著個(gè)性化、智能化、情感化的方向發(fā)展，機(jī)器人參與人類的生活、學(xué)習(xí)，并與人類和諧的共存將是人類對(duì)機(jī)器人進(jìn)行研究的奮斗目標(biāo)。仿人頭像機(jī)器人具有與人類相似的面部形態(tài)和功能，能夠促進(jìn)機(jī)器人和人類情感以及信息的交流。目前，對(duì)于仿人頭像機(jī)器人的研究已成為當(dāng)今機(jī)器人領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究課題。但形象固定的仿人頭像機(jī)器人無法展現(xiàn)出各種各樣的人類面孔，因此為了加強(qiáng)機(jī)器人與人交互的效果，本文開展了仿人頭像機(jī)器人的臉型可變機(jī)構(gòu)仿形研

2、究。
　　通過對(duì)人臉幾何特征進(jìn)行分析，確定出對(duì)臉型起決定性作用的特征點(diǎn)，并用光滑曲線分段建立了人頭面部二維輪廓數(shù)學(xué)模型。使用所建立的模型對(duì)由100組成人正面照片提取得到的頭面部輪廓進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果驗(yàn)證了模型的有效性和普適性。然后根據(jù)人類的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)將臉型分為圓形臉、方形臉、蛋形臉、心形臉和長形臉5種，通過認(rèn)知實(shí)驗(yàn)獲得5種臉型的標(biāo)準(zhǔn)輪廓并計(jì)算出各臉型的標(biāo)準(zhǔn)模型參數(shù)，進(jìn)一步提出了基于所提出模型的臉型分類方法，并給出各臉型類別對(duì)應(yīng)的模型參數(shù)

3、范圍。
　　考慮面部皮膚變形的特點(diǎn)將所確定的特征點(diǎn)均勻化分布作為臉型可變機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)帶動(dòng)面部皮膚變形。并設(shè)計(jì)了由3個(gè)主驅(qū)動(dòng)和3組由絲杠螺母副帶動(dòng)滑移齒輪進(jìn)行操縱的操縱機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)10個(gè)驅(qū)動(dòng)點(diǎn)共計(jì)12個(gè)自由度的具有自鎖功能的臉型可變機(jī)構(gòu)，最后還設(shè)計(jì)了使用該機(jī)構(gòu)進(jìn)行臉型變換操作的控制流程。
　　最后在Solidworks中建立了包含有臉型變化機(jī)構(gòu)和面部皮膚的虛擬樣機(jī)剛性體幾何模型，并在Ansys中進(jìn)行了面部皮膚的柔性化處理，然后在A