具有語音口形及表情的仿人頭像機(jī)器人系統(tǒng)研究與實(shí)驗(yàn).pdf

1、讓機(jī)器人具有像人一樣的行為，能夠與人進(jìn)行和諧交流的人工情感理論與技術(shù)是智能機(jī)器人研究領(lǐng)域的重要研究方向之一，需要從機(jī)器人學(xué)、人類心理學(xué)、行為科學(xué)、人像藝術(shù)等多門學(xué)科交叉中汲取營養(yǎng)，其研究將進(jìn)一步豐富和發(fā)展機(jī)器人學(xué)。本文研究仿人頭像機(jī)器人的語音、口形及表情的理論與技術(shù)具有深遠(yuǎn)的科學(xué)意義。
　　本文首先從機(jī)器人與人進(jìn)行交流的角度出發(fā)，論述了人工情感研究的基本理論，針對人工情感技術(shù)的可行性以及語音/口形/表情與情感協(xié)調(diào)問題進(jìn)行了分析，為

2、情感化機(jī)器人的進(jìn)一步研究提供了理論依據(jù)。
　　本文首次將口形、表情及其語音協(xié)調(diào)問題引入到仿人頭像機(jī)器人系統(tǒng)，提出了語音口形控制問題并進(jìn)行了研究。在對漢語拼音基本發(fā)音口形進(jìn)行分析分類的基礎(chǔ)上，以H&Frobot-II型機(jī)器人為平臺，以16位單片機(jī)為核心，基于嵌入式語音識別技術(shù)進(jìn)行了語音識別模塊軟硬件設(shè)計(jì)和研制，搭建了電源、語音輸入輸出、RS232串口通訊和擴(kuò)展FLASH等單片機(jī)外圍電路，設(shè)計(jì)開發(fā)了語音訓(xùn)練、存儲、識別、等功能軟件；依

3、據(jù)面部肌肉的解剖學(xué)分析和Ekman提出的FACS(面部表情編碼系統(tǒng))理論確立了6個口形控制點(diǎn)，采用繩索滑塊+伺服舵機(jī)驅(qū)動方式設(shè)計(jì)、制作了口形機(jī)構(gòu)，并用PIC單片機(jī)組實(shí)現(xiàn)了口形控制，從而建立了口形模塊。
　　本文還對原有的具有視覺識別機(jī)能和面部表情的仿人頭像機(jī)器人II型系統(tǒng)的面部表情驅(qū)動和控制部分進(jìn)行了改進(jìn)，在語音口形模塊建立基礎(chǔ)上，進(jìn)行了語音與口形、表情的系統(tǒng)集成，得到了H&Frobot-III型仿人頭像機(jī)器人系統(tǒng)平臺。最后在此平