基于OpenPose模型和机器人运动学的皮影自主编曲方法及系统技术方案

本发明专利技术的基于OpenPose模型和机器人运动学的皮影自主编曲方法及系统，采用OpenPose算法对表演人员的骨骼点进行检测，将动作的关键节点坐标点输出，然后确定皮影机器人与表演人员动作映射关系，并根据映射关系输出皮影机器人的末端坐标，最后通过机器人运动学反解得到皮影机器人各个关节的执行角度，根据执行角度控制皮影机器人各关节进行运动，达到模仿人体姿势的自主编曲，该方法可以大幅降低自行输入角度编曲的时间，提升编曲效率。提升编曲效率。提升编曲效率。

【技术实现步骤摘要】
基于OpenPose模型和机器人运动学的皮影自主编曲方法及系统


[0001]本专利技术涉及机器人交互方法及系统，具体为基于OpenPose模型和机器人运动学的皮影自主编曲方法。

技术介绍

[0002]随着人机交互技术的不断发展，皮影机器人和人们进行交互的方式越来越多，人们使用人机交互的方式只是将传统的“命令
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执行”模式的交互将输入的方式进行了改变，利用交互技术可以控制皮影机器人进行更深层次的应用。即自主编曲功能，编写动作系列。
[0003]目前，部分公司和高校研发出的皮影机器人交互技术，大多是将交互被动的看作是命令的执行，缺少更深层次的能力，例如机器人皮影动作的编排方法。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供基于OpenPose模型和机器人运动学的皮影自主编曲方法，该方法能够实现皮影机器人通过人体动作信息，并系统化处理后模仿人体动作，以达到自主编曲的能力，并实现人机交互。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案来实现：
[0006]一种基于OpenPos本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于OpenPose模型和机器人运动学的皮影自主编曲方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、自主编曲人员和皮影机器人作相同动作，根据OpenPose模型识别动作的关键节点，确定自主编曲人员动作的关键节点和皮影机器人动作的关键节点的映射关系；步骤2、采用OpenPose模型识别自主编曲人员的曲目动作的关键节点，并通过映射关系将关键节点坐标映射至皮影平面坐标系上；步骤3、根据运动学仿真，确定映射到皮影平面坐标系上的关键节点坐标是否在皮影机器人的可达运动空间，当关键节点坐标不在皮影机器人的可达运动空间，则放弃该动作，当动作的关键节点坐标在皮影机器人的可达运动空间，则执行步骤4；步骤4、对映射到皮影平面坐标系上的关键节点坐标进行运动学逆解，得到皮影机器人执行该动作时各个关节的执行角度；步骤5、重复步骤2
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4，得到曲目中皮影机器人执行每个动作的执行角度，根据所有的执行角度控制皮影机器人进行皮影表演。2.根据权利要求1所述的基于OpenPose模型和机器人运动学的皮影自主编曲方法，其特征在于，所述自主编曲人员的关键节点包括左右手和头部，皮影机器人的关键节点包括双臂的执行末端和头部的执行末端。3.根据权利要求1所述的基于OpenPose模型和机器人运动学的皮影自主编曲方法，其特征在于，步骤1中自主编曲人员动作的关键节点和皮影机器人动作的关键节点的映射关系的确定方法，包括以下步骤：S1、采用相同的方法构建人体坐标系和皮影机器人坐标系原点；S2、将表演幕布平面作为皮影坐标系平面，将皮影坐标系原点平移至表演幕布，建立皮影平面坐标系；S3、自主编曲人员和皮影机器人做相同预定动作，确定自主编曲人员的关键节点在人体坐标系中的坐标，获取皮影机器人关键节点在皮影坐标系下的坐标；S4、根据自主编曲人员的关键节点在人体坐标系中的坐标和皮影机器人关键节点在皮影坐标系下的坐标，确定自主编曲人员动作的关键节点和皮影机器人动作的关键节点的映射关系。4.根据权利要求3所述的基于OpenPose模型和机器人运动学的皮影自主编曲方法，其特征在于，步骤S1中构建坐标系原点的方法如下：将双手的连接线与头部的垂直的交点作为坐标系的原点。5.根据权利要求3所述的基于OpenPose模型和机器人运动学的皮影自主编曲方法，其特征在于，步骤S4中映射关系的确定方法如下：根据自主编曲人员动作的关键节点在人体坐标系中的坐标确定关键节点到原点的距离L1；根据皮影机器人动作的关键节点在皮影坐标系中的坐标确定关键节点到原点的距离L2；根据距离L1和距离L2的比值确定映射关系。6.根据权利要求1所述的基于OpenPose模型和机器人运动学的皮影自主编曲方法，其特征在于，步骤3中皮影平面坐标系上...

【专利技术属性】
技术研发人员：王新怀，赵赫，崔鑫，胡俊杰，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：