面部表情仿人机器人的设计与研究

面部表情仿人机器人的设计与研究

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文集编号: 2015042308721

文档介绍

表情机器人是近年来机器人研究领域中兴起的一个新的研究热点。面部皮肤弹性体的研究对实现面部表情更是尤为重要。本文以表情机器人面部皮肤弹性体为主要研究对象,并通过对六种基本面部表情仿真的研究与分析,总结出实现面部表情的影响因素和影响程度。首先,通过对国内外主要研究成果的学习,对面部表情机器人关键技术做了系统的归纳、总结与分析。并通过对面部运动机构、面部模拟皮肤材料的分析与研究,提出了满足课题要求的研究方案。其次,在分析面部解剖学的基础上,采用面部表情编码系统(FACS),对人类典型面部表情的运动特性进行了研究和分析,归纳出了面部器官实现面部表情运动的特征区域及其运动方式和数值范围,这些范围值可以为仿人机器人面部柔性体仿真研究提供运动参数。再次,采用三维建模软件Solidworks建立仿人机器人面部几何模型,采用有限元分析软件ABAQUS建立仿人机器人面部弹性体模型,结合面部仿真皮肤弹性材料的力学特性研究,利用有限元分析方法对模型进行了分析和仿真,最后模拟出了高相似度的仿人机器人的幸福、悲伤、恐惧、惊奇、厌恶、愤怒等6种基本面部表情。最后,通过仿真研究分析,得到了柔性体模型下逼真的模拟面部表情的合理位移、驱动力数据及面部模拟皮肤材料的简化力学参数;可以根据柔性体表情仿真效果来较为准确地确定面部表情机器人的表情控制区域的面部驱动点的位置、大小和数量,等;对面部模拟皮肤材料的选择具有指导意义。

贡献者

安丰贞编辑

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