助餐機器人的視覺伺服控制.pdf

1、論文研究了一種新型機器人——助餐機器人，通過基于人頭部的姿態(tài)識別并附帶語音識別來控制機器人取食，幫助手部活動功能喪失的人進食。中國有大約1000萬的肢體殘疾人，其中手部殘疾患者占了相當大的比例。解決這些患者的飲食問題成為非?，F(xiàn)實的問題，研究助餐機器人對于提高這些人的生活質(zhì)量具有重要的意義。 在分析助餐機器人國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，提出了以圖像識別為主語音識別為輔的總體上位機控制方案。上位機采用PC機完成面部識別，考慮到實時性的要

2、求，選用OK_MC10A視頻卡，該卡適用于工業(yè)監(jiān)控和多媒體的壓縮、處理等研究開發(fā)和工程應(yīng)用領(lǐng)域。選用凌陽61開發(fā)板，以凌陽16位單片機SPCE061A為核心的精簡開發(fā)—仿真—實驗板完成語音識別，下位機采用ATmega128單片機，上下位機之間通過串口進行通訊。 本課題以計算機開源視覺庫OpenCV為開發(fā)平臺，運用膚色與背景顏色的差異對人臉部分進行粗定位，選用YCbCr空間進行色彩空間轉(zhuǎn)換，設(shè)定閥值得到人臉部區(qū)域，通過圖像二值化以

3、及形態(tài)學濾波，去除掉圖像中孤立的噪點，然后進行圖像標記，從而獲得人臉的面部特征。利用三步搜索法，選取16*6的匹配塊采用MAD誤差判別函數(shù)，從連續(xù)幾幀圖像中判別已經(jīng)提取出的面部特征的運動方向。 為了達到通過識別頭部的運動來控制助餐機器人的取食，采用VC++的MSComm控件，利用OnComm事件自動捕獲和檢查通信過程中的所有通信事件或者通信錯誤，采用RS232協(xié)議和下位單片機Mega128完成通訊，從而完成對助餐機器人的控制。