基于数据驱动的头部仿生机器人控制.pdf

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1、2o15．5科技论坛基于数据驱动的头部仿生机器人控制孙立军’，张晨，熊鸣(1．北京电影学院，北京，100088；2．北京信息科技大学，北京，100192)摘要：本文介绍的“头部仿生机器人”是一款高度逼真的人体头部模型，它是基于STM32单片机控制，内部由电子和机械相结合的机器人，通过数据驱动来实现“头部仿生机器人”面部表情的变化。可以通过数据来驱动舵机位置变化，不同舵机位置变化的动作组合来实现愤怒、厌恶、害怕、高兴、悲伤和惊讶等基本表情的实现。本文对STM32控制芯片作了介绍，简述了2．4G无线模块的结构，

2、文中介绍了在本次研究中的无线模块的测试方法及调试过程中遇到的难点和困难，最后，详细介绍了用数据驱动舵机的原理，并展现了最终的调试结果。关键词：数据驱动；头部仿生机器人；电影特效；舵机控制TheheadofbionicrobotcontrolbasedondatadrivingSunLijun，ZhangChen，XiongMing(1．BeijingFilmAcademy，Beijing，100088：2．BeijingInformationScienceandTechnologyUniversity，Be

3、ijing，100192)Abstract：Thispaperintroducesthebionicrobotheadisahighlyrealistichumanheadmodel，whichisbasedontheSTM32single—chipcontrol，internalcombinedbyelectronicandmechanicalrobots，bydatadriventoachievechangeheadbionicrobotfacialexpression．Todrivetheactuat

4、orpositionchangethroughthedata，thevariationofdifferentactuatorpositioncombinationofactionstorealizeanger，disgust，fear，joy，sadnessandsurprisethebasicexpressions．ThispaperintroducestheSTM32controlchip，describesthestructureof2．4Gwirelessmodule，thispaperintrod

5、ucesthedifficu1tiesanddifficu1tiesencountered，thetestingmethodofthewirelessmoduleinthisresearchintheprocessofdebugginginthefinal，detailedintroducestheprincipleofdrivingservofordata，andshowthefinalresultsofthedebugging．Keywords：datadrivenheadbionicrobotmovi

6、especialeffect；servocontrol0绪论相对复杂的运动。国际上，维塔数码(wetaDigita1)便是该领域中的佼佼者，我们熟知的电影如《霍比特人》、《阿凡达》、《魔戒三电影特技的发展和进步不仅带来了视觉上的冲击、丰富了部曲》、《金刚》等片中的特效均出自于维塔的制作团队。维塔所制人们的感官，还带来了科技的发展，其中特技模型的发展更是引作的特技模型不仅让电影内容看起来更加逼真，还为自身带来了领着电子科技的进步。国内对特效的认识正处在一个飞速发展阶段，出于票房和盈利目的使用特效的影片越来越多

7、，但真正的特巨大的商业利益。而本文介绍的“头部仿生机器人”的制作正是在这一领域的尝试，相比于传统的特技模型，“头部仿生机器人”是效制作行业并没有十分成熟，不仅仅在电脑技术上，在道具及实以编程的方式完成控制，复杂动作的完成度、流畅度高，操作相对拍特技上的差距也是巨大的，国内的特技模型相比于国外一流的简单，同一时间内完成的动作数量多，更加灵活也更加逼真。相比特技模型有着不小的差距，模型的制作也很不完善，硬件方面也于全盘引进国外的模型成本大幅，提高了资金的利用率。基本上是全盘引进国外技术，国内的特技模型多已静止的

8、布景模型和遥控模型为主，遥控模型相对简单，灵活度不过，也无法完成1STM32最小系统介绍本文受2013年度科技创新基地培育与发展工程专项项目资助(动画角色面部表演电子机械控制系统研究)科技鲶坛2o15．5STM32F103是32位RISC的ARMCortex—M3，工作频率为9)电源管理：设备有一个完整的上电复位电路和掉电复位72MHz。片上集成了高速存储器、外设和I／0。所有的设备都提供电路。在芯片中，用于确保