移动机器人的人机交互设计开题报告(2)
2、课题调研
2.1. 国外研究现状：
2.2. 国内研究现状：
3、课题内容
本课题的基本内容：人在操作使用机器人时，如果机器人能够对人的面部表情、自然语言、身体姿态及对键盘和鼠标的使用特征等进行观察，以识别和理解人的情感，并通过图像、文字、语音等做出智能而友好的反应，产生生动而真实的使用环境，帮助使用者获得高效而亲切的感觉，形成自然而亲切的交互，营造真正和谐的人机环境。移动机器人的人机交互方法设计的主要内容就是应用现有的计算机技术、传感技术、机器人技术构建实验平台，研究人-机间情感交互方法。
毕业设计（论文）应完成的具体工作：
1．机器人情感交互实验单元的机械结构设计；
2．机器人情感交互实验方法设计；
3．设计功能验证。
4、设计要求
机器人情感交互单元主要由情感交互感知、情感交互识别、情感交互表达、无线通讯等基本功能。机器人情感交互单元主要应用计算机视觉技术实现情感交互感知、情感交互识别，采用仿人型交互单元实现情感交互表达。主控制器使用单片机；
机器人情感交互单元可采用仿人头型的结构模式、该头部具有眼、嘴、耳可动功能、及颈部功能的实现；其基本运动自由度要求在9~12个左右。
5、设计方案
1. 研究人类面部表情形成机理，面部器官结构运动及形成生理机制并计算运动自由度，研究仿人头像机器人的人工情感模型
2. 利用solidworks软件设计出机器人头部结构
3. 实现面部表情仿真
使用的工具：Ug或solidworks软件：绘图软件，绘制三文图。
机电综合系统设计Dfrobot开源硬件和arduino开源平台:
1、Arduino UNO：最为通用的硬件设计，提供19个外部连接，它可应用于基础学习，普通尺寸机器人的大脑。UNO的处理器核心是ATmega328，同时具有14路数字输入/输出口（其中6路可作为PWM输出），6路模拟输入，一个16MHz晶体振荡器，一个USB口，一个电源插座，一个ICSP header和一个复位按钮。
2、Arduino IDE :它是基于Java的集成开发环境的编程软件。编写程序完成后，经编译、验证后的程序通过USB连接线上传到Arduino主板。上传的过程是自动的。一旦上传完毕，Sketch（程序）将自动在Arduino中开始运行。
6、工作进度安排
阶段时间 起始时间 结束时间
毕业设计实习活动、课题调研。通过学习参考文献，熟悉课题所涉及的设计技术方法及前沿研究发展情况；，通过设计实习活动，熟悉人机交互技术理论，完成开题报告。 2015-03-09 2015-03-19
开题报告交流，修改。设计实习内容交流 2015-03-26 2015-03-26
在导师的指导下，确定设计方案及主要结构形式，学习3D应用设计方法，主要驱动 部件的设计计算工作，主要部件的选型工作 2015-03-27 2015-04-2
完成系统设计初稿 2015-04-03 2015-04-15
完成结构设计 2015-04-16 2015-04-30
修改结构设计，系统仿真设计（设计论证）等工作 2015-05-03 2015-05-15
撰写设计论文，修改设计稿 2015-05-16 2015-05-30
7、参考资料
1. 陈恳, 付成龙 仿人机器人理论与技术 清华大学出版社, 2010
2. 刘遥峰,王志良. 基于情感交互的仿人头部机器人[J]. 机器人. 2009(06)
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