可视语音中虚拟机器人的运动学分析

2012年02月08日15:27:23 本网站我要评论(2)字号：T | T | T

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杨志晓，韩金池，丁　汨
河南工业大学信息科学与工程学院，河南郑州　

摘　　　要：针对肢体语言在传递非语言信息的过程中控制的复杂性，利用普通关节型机器人的运动学研究方法，对可视语音研究中的虚拟机器人进行了运动学分析，并为解决二者之间的差异引入了权值运算，从而推导出了虚拟机器人以肢体语言表达非语言信息的运动学方程。研究该虚拟机器人的运动学方法共分为三大步：第一步，利用ＤＨ参数法求出各连杆机构的ＤＨ参数表；第二步，根据参数表建立各个运动系统的运动学方程；第三步，利用权值选择适当强度级别的运动方程。实验表明，该分析方法在研究虚拟机器人随情感强弱变化而做出不同肢体反应的可视语音系统时，能够大大简化分析难度，优化控制。该方法不但适用于虚拟机器人，也同样适用于物理机器人的肢体语言控制，具有很强的实用性。
关　键　词：虚拟机器人；ＤＨ参数；齐次变换矩阵；具体化

引　言
在可视语音研究中，作为信息传递载体，这些虚拟或物理机器人实际上代表了信息的提供者（虚拟或物理化身）。因此，机器人除了利用声音传递信息外，往往还须借助顿挫的语调和形象的肢体动作，才能有效地表达出信息提供者所要传递的情感和意图等非语言信息［１］，所以不能直接用普通关节型机器人的研究方法去研究虚拟或物理化身，因为它们各关节的运动除了要遵循一定的运动学约束外，对同一种情感或意图的表达还有强弱之分，还需要为同一动作设置不同的强度级别来反映非语言信息的强弱，这就为研究虚拟或物理化身的运动学造成一定困难。本文旨在对三维虚拟机器人的肢体语言进行研究，利用普通关节型机器人的运动学方程对一特定肢体动作“鞠躬” 进行运动学分析，通过建立一种加权的运动方程来控制肢体动作的强度，使得同一动作不同强度的控制更加容易。

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