一种实时模仿人体上半身动作的人形机器人控制方法与流程

文档序号:11078620阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种实时模仿人体上半身动作的人形机器人控制方法,其特征在于包括如下步骤:

1)通过Kinect传感器获取人体骨骼信息、彩色信息和深度信息;

2)从骨骼信息中提取上肢各关节的三维坐标,通过几何分析方法计算出人体上肢左右手臂的关节角度;

3)利用彩色信息和深度信息作为输入,通过Kinect SDK中的面部追踪算法获取人的面部转动角度;

4)在深度图像中分割出人的手部并判断手掌开合状态;

5)用步骤2)-4)计算出的人体上肢左右手臂角度、头部转动角度和判断出的手部状态驱动机器人完成与人相同的动作。

2.根据权利要求1所述的实时模仿人体上半身动作的人形机器人控制方法,其特征在于所述步骤2)使用几何分析方法,具体是提取人的肩部、肘部、手部、髋部的三维坐标,用坐标构成向量,分析手臂运动过程中关节角度与向量之间的关系,找出能代表关节角度的向量夹角,用数量积公式求出向量夹角。

3.根据权利要求1所述的实时模仿人体上半身动作的人形机器人控制方法,其特征在于所述步骤3)具体是:使用Kinect SDK的面部追踪算法,输入彩色和深度信息,实时识别和追踪人脸,存储追踪结果并提取人脸转动角度。

4.根据权利要求1所述的实时模仿人体上半身动作的人形机器人控制方法,其特征在于步骤4)使用手掌分割方法分割出人的手部并判断手掌开合状态,具体是利用深度信息获取手部的深度区间[DMIN,DHAND]从而将手部分割出来,用像素点的个数判断是否检测到手部,并使用手部在深度图中的坐标定位手部的位置,判断分割出的部分是属于左手还是右手;同时,将手部开合状态判断转化为手掌拳头面积比较,为了使面积差异更为明显,绘制包围手部的最小圆,通过比较最小圆面积S和设定阈值S1的大小判断手部的开合状态,如果S>S1,则手掌状态为开,否则为合;结合左右手判断和手掌拳头判断,可区分双手四种状态:左手开、左手闭、右手开、右手闭。

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