仿人頭像機器人的臉型可變機構(gòu)仿形研究.pdf

1、隨著科技的進步，對于機器人的研究正朝著個性化、智能化、情感化的方向發(fā)展，機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機器人進行研究的奮斗目標(biāo)。仿人頭像機器人具有與人類相似的面部形態(tài)和功能，能夠促進機器人和人類情感以及信息的交流。目前，對于仿人頭像機器人的研究已成為當(dāng)今機器人領(lǐng)域的熱點研究課題。但形象固定的仿人頭像機器人無法展現(xiàn)出各種各樣的人類面孔，因此為了加強機器人與人交互的效果，本文開展了仿人頭像機器人的臉型可變機構(gòu)仿形研

2、究。
　　通過對人臉幾何特征進行分析，確定出對臉型起決定性作用的特征點，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由100組成人正面照片提取得到的頭面部輪廓進行驗證，結(jié)果驗證了模型的有效性和普適性。然后根據(jù)人類的經(jīng)驗知識將臉型分為圓形臉、方形臉、蛋形臉、心形臉和長形臉5種，通過認(rèn)知實驗獲得5種臉型的標(biāo)準(zhǔn)輪廓并計算出各臉型的標(biāo)準(zhǔn)模型參數(shù)，進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應(yīng)的模型參數(shù)

3、范圍。
　　考慮面部皮膚變形的特點將所確定的特征點均勻化分布作為臉型可變機構(gòu)的驅(qū)動點帶動面部皮膚變形。并設(shè)計了由3個主驅(qū)動和3組由絲杠螺母副帶動滑移齒輪進行操縱的操縱機構(gòu)驅(qū)動10個驅(qū)動點共計12個自由度的具有自鎖功能的臉型可變機構(gòu)，最后還設(shè)計了使用該機構(gòu)進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構(gòu)和面部皮膚的虛擬樣機剛性體幾何模型，并在Ansys中進行了面部皮膚的柔性化處理，然后在A