足球机器人交互规则控制系统设计

在足球机器人人机交互运动辨识中,由于人类在足球运动中复杂的姿势、行为动作、生理心理状态、语言、情感和触觉等自然能力,造成了机器人在对足球运动动作辨识过程中存在大量的伪动作指令。传统的人机交互动作辨识方法去除伪动作所应用的计算过程过于复杂,致使识别速度缓慢,效率低。提出一种新的足球机器人人机交互运动辨识方法,选择中型组足球机器人UP-VoyagerⅢ作为研究对象,应用Kinect体感技术实现人体骨骼的检测和跟踪,设计人体前进、后退、左行、右行和停止等上肢动作规则。以中型组足球机器人持球器方向为正前方,针对对应规则设计圆周等距排列的3轮组成万向运动底层速度分解策略,以实现快速的人机交互功能。实验表明该中型组足球机器人可以根据系统架构实现人体动作辨识,进而执行相应动作。研究方法为中型组机器人辨识人动作信息提供了实用和可靠的方法。

面向人机对抗赛的语音交互系统设计

设计了中型组足球机器人的比赛中应用的人机语音交互系统。首先简要介绍了相关软件,对语音识别原理进行了解析;然后分析了语音合成技术及其实现步骤,并根据足球机器人在比赛中的实际需要,设计了一套语音指令;利用Kinect软件进行了实验研究;最终针对不同的发声对象测试了多组数据,实验结果表明所设计的语音交互系统对语音指令的识别行之有效,识别率较高。无论是裁判机还是队员机,都能快速准确地识别队员的语音指令并进行播报,完全满足人机对抗赛对人机语音交互的需求。

中型组足球机器人传球动作辨识与再现

为了使中型组足球机器人具有识别并模仿人的传球动作的能力,在研究人的传球行为的基础上,提出了一种使中型组足球机器人能够识别和再现人的传球动作的可行方法。该方法利用Kinect感应器获取人体的三维骨骼信息,从生成的人体骨骼模型中选取有效表征人体传球动作的特征变量,然后通过阈值法和帧差法判定特征变量的变化,实现对人的传球行为的识别,并以此获取传球动作的传球角度,使机器人再现人的传球动作。针对人机交互中的传球动作辨识与再现提出了一种实际可行的解决方案。试验表明,该方法能够辨别多个角度传球的动作,并能保持较高的识别率,从而验证了该方法的实用性和有效性。

中型组足球机器人的非正面视角步态辨识方法设计

研究了运动学中人体步态的特点,以实现中型组足球机器人在非正面视角时辨识人的步态。选取有效表征步态的特征量,用阈值法和帧差法判定特征量的状态,形成了解决该问题的基本方法。由Kinect获取人体骨骼点的三维信息,通过其生成的人体骨骼模型测得了机器人的视野范围。通过对人体步态处于非正面视角下的状况的分析,提出了一种基于Kinect的在非正面视角时的识别方法,且能够给出人体所处的方位角。实验验证了该方法的实用性和有效性,结果表明,该方法在多个非正面视角下都具有较高的识别率。该研究可为将来的人机足球对抗赛提供技术储备。