移动机器人的人机交互设计+CAD图纸(4)
时间:2019-06-01 14:38 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
2.3 人机交互技术发展 中文里人机交互一词有三种不同含义，分别对应英文中的：Human-Computer Interaction 即人与计算机交互、 Human-Machine Interaction 即人与机器交互及Human-Robot Interaction 即人与机器人交互。本文中人机交互是人与机器人的交互，它是人与机器交互的一个重要组成部分，同时又离不开计算机交互。 （1）人机交互工程学的早期面貌 人机交互工程学刚刚诞生的时期被人们称作“旋钮与表盘时代”，因为当时的专家主要致力于研究设计机械控制系统，如表盘、旋钮、踏板、指针仪表等。伴随电子技术的不断发展，尤其是新型电子元件的不断涌现，研究重点逐渐转移到了电子控制器的设计上。用电子控制系统控制机器，操作简单并且容易实现，至今仍被广泛应用。 （2）计算机技术影响下的人机交互 二十世纪中后期电子计算机出现并迅速发展，给人机交互领域带来了巨大而 深远的影响，至此，人机交互技术实现由传统以机电系统为工作重点向以计算机系统为工作重点转变。拥有高速运算能力和强大数据处理能力的电子计算机几乎彻底改变了人机交互工程学研究的指导思想。传统意义上的人机交互仅仅把机器看作人类肢体的延伸，着重考虑物理层面上人与机器各自的特点，以求更好的在功能上相互匹配。而高智能计算机的出现与发展，则证明机器代替人脑正逐渐成为可能，至少从某种意义上讲计算机已经成了人类大脑的一种延伸，这就为人机交互工程学提出了新的问题和要求：如何在心智层面上、认识论水平上考察人和机器的功能、特点以及相互的匹配。伴随着对这个问题的不断思考，一个独立的研究领域逐渐形成，也就是人机交互技术。 （3）现今的人机交互技术 人机交互系统的优秀与否很大程度上取决于机器与使用者之间相互传递信息的速度。传统的转动旋钮、读取表盘数据的交互方式很明显不如使用鼠标、图形的交互系统快捷，而如果可以直接使用语言、手势、乃至眼神、体位动作作为媒介交互当然就更加方便快速。所以近些年来，相关研究者展开了大量以语音触发、手势识别等为主要交互方式的人机交互技术的研究，甚至皮肤电流信号和脑电波信号也有望成为直接的交互方式。 三丶移动机器人的人机交互头部设计要求 对人类面部表情的形成原理和头部运动的分析是设计研究仿人头像机器人的基础，它将为设计研制仿人头像机器人和研究仿人头像机器人与人的表情交流提供理论依据。这一章从解剖学的角度，分析面部表情的形成和头部运动，并论述了仿人头像机器人面部表情的实现方法。 3.1 人脸面部表情分析 面部表情是肌肉运动的结果，为了了解表情的产生原理，首先进行面部肌肉的分析。人脸的表情变化是由位于面部肌肤下层的表情肌的变化产生的，虽然表情肌是一些薄而纤细的肌纤文，但是它们是属于皮肤的。一般起于骨或筋膜，止于皮肤。收缩时带动皮肤运动，当各个表情肌协同工作时，就能使面部呈现不同的表情，所以叫做表情肌。根据表情肌的分布，如 3-1 所示，可以将表情肌分为颅顶肌、眼周围肌、口周围肌、颊肌、颌肌。 (责任编辑：qin) |