基于HyperWorks仿人机器人面部表情仿真.pdfVIP

学兔兔 务l lI8 似 基于HyperWorks仿人机器人面部表情仿真 SimulationofhumanoidrobotfacialexpressionbasedonHyperW orks 柯显信，尚字峰，卢孑L笔 KEXian．xin。SHANGYu．feng。 LUKong．bi (上海大学机电工程与自动化学院，上海 200072) 摘 要：仿人机器人面部表情的实现是人机交互的重要组成部分，为了实现仿人机器人的面部表情，首 先通过观察日本女性JAFFE的大量照片，分析面部表情的动作特征，在原有的7种基本表情模 型的基础上，增加感兴趣这种表情，将人的基本表情分为8种。然后根据基本表情的面部动作 特征，设计机器人面部表情特征点。在SolidWorks中建立三维模型，借助于HyperWorks有 限元软件对8种基本面部表情仿真分析，得出在弹性皮肤上驱动的载荷参数，为机器人样机表 情的实现提供了一定的依据。 关键词：面部表情；动作特征；弹性皮肤；SolidWorks；HyperWorks 中图分类号：TP242 文献标识码：A 文章编号：1009-0134(2015)01(I-)-0118-05 Doi：10．3969／J．issn．1009-0134．2015．01(-I)．34 0 引言 1 面部表情的空间模型 在人与机器人交互的发展进程 中，表情之间的 人类面部表情的产生是 由于人类 内心情感的 交流起到越来越重要的作用。面部表情与情感表达 波动造成的，人类情感的变化在时间和空间上都 的关系十分密切 ，心理学家认为，情感表达=7％语 是连续的，所以面部表情的变化也是连续的。为 言+38％声音+55％面部表情，面部表情是通过眼、 了提高仿人面部面部表情机器人的拟人程度，必 眉、嘴和脸颊部肌 肉变化来表现情绪状态u。人的 须对面部表情的变化做一定的研究。面部表情的 基本表情可 以分为7种 ：平静、生气、悲伤、高 变化是人 内心情感反映的一种表象，面部表情的 兴、恐惧、厌恶和惊讶。目前，国内外的一些研 分类有很多种不同的分法，目前最常见的分法就 究机构在仿人机器人面部表情的实现方法上大多 是把人的面部表情分成7类，即平静、生气、悲 是采用驱动柔性体的皮肤 ，所 以面部柔性模型的 伤、高兴、恐惧、厌恶和惊讶，这几种面部表情 仿真分析对实际仿人机器人头部模型的设计起到 都能从中性面部表情变化而来，而且它们之间也 至关重要的作用 。2008年，英 国西英格兰大学 有着紧密的联系，如图1所示。 和布里斯托尔大学联合所属布里斯托尔机器人学 实验室研制 了一款可以模仿人类面部表情和嘴唇 0 ／ 活动 的类人机器人 “朱利斯 (Jules)”，采用软性 橡胶(Frubbe)皮肤，Jules能模仿十种常见表