高逼真度的人脸表情模仿机器人及配套APP与Arduino源码-电路设计
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简介：
本项目展示了一个高逼真人脸表情模仿机器人及其配套应用程序和Arduino源代码。详细介绍其电路设计原理和技术细节。
模仿人脸表情的高逼真机器人概述：与之前的APP一样，我为颜艺Boy提供了Arduino库函数支持，允许通过蓝牙读取人脸的表情、姿态及位置数据。使用该库非常简单，查看示例代码即可了解详情。此外，它还支持通过蓝牙输出人脸数据，并可通过开发板上的蓝牙串口进行读取和结合Arduino实现有趣的应用。
程序功能模块包括：
- OpenCV人脸识别
- 基于多级回归树的人脸关键点检测
- 使用SVM的训练集表情分类识别
- 3D GUI显示界面
- 蓝牙通信用于连接硬件
在制作过程中，手机APP截图被保存下来。模仿人脸表情的高逼真机器人视频演示也已录制完成。
总结：该机器人的关键点检测效果相当不错，但因样本量较小（每个表情仅使用25个训练样本），所以表情分类模块稍显不稳定。由于训练数据处理较为耗时，因此我们选择在手机上采集图像数据，并通过PC端进行标签添加和模型训练工作；而APP中则直接加载预训练的XML文件。
值得注意的是，在表情分类部分，对人脸关键点坐标执行归一化操作非常重要。网上有一些案例是直接将像素坐标归一化处理，但这种方法无法确保在所有头部姿态下都能正确识别。因此本项目采用了一种改进方法：首先转换为以人眉心为中心的坐标系，再进行归一化处理。
蓝牙模块连接时，请注意仅需接通Tx端口即可（无需Rx端），这样可以保证Arduino通过print函数继续向控制台输出数据信息。另外，在下载程序前请勿连接蓝牙设备以免发生通信冲突导致无法正常安装代码；同时务必确保初始化波特率与实际使用的蓝牙模块相匹配。
此外，尽管使用软件串口能避免上述问题，但考虑到个人时间有限并没有进行进一步完善工作（注：原文中作者表示自己比较懒）。如果有同学愿意添加软串口功能，请联系我以便将改进后的代码整合到项目库内。
对于APP兼容性方面，在不同手机型号上可能存在一些适配困难的问题；如果安装过程中遇到任何问题，可以在下载页面留言反馈信息给我（注：原文提到有空时会尽量解决相关问题）。此外，若打开应用后出现卡顿或闪退现象，请检查并开启摄像头和蓝牙权限设置。具体操作步骤如下：
1. 设置 - 应用
2. 已安装列表内找到“颜艺Boy”
3. 进入权限管理页面授权相应功能
希望以上信息能帮助您更好地理解和使用该机器人项目！
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