第一百零四章 向量算法
「別聽他瞎掰！搞人臉識別，再加語言系統，老方，你不想畢業了？」胡耀光湊過來，笑著調侃。
「方瑞，現實點吧！能讓它站穩，完整跳個舞就差不多了！其他的別多想。」鄭義權跟著走過來，拍了拍方瑞的肩膀，安撫道。
「臥槽！你們就不能做個人！故意拆我的台？」方瑞瞪了他兩一眼，氣急敗壞地質問。
「我是讓你面對現實，搞人臉識別，涉及各種模塊算法，語言系統涉及人工智慧方向，咱課程這麼緊張，你確定能抽得出時間？」胡耀光看著方瑞，笑問道。
「就是，這學期的專業課又難又多，我們是替你著想，先確保不掛科再說吧！」鄭義權嘆氣道。
「去，去，一邊去，……，我的臉都被你兩個丟光了！」方瑞推著胡耀光，沒好氣地揮趕。
「別啊！有事說事，咱別動手啊！」
「老方，我是為了你好，萬一你的話實現不了！豈不是更丟人！」
「……。」
三人胡侃嬉鬧起來，李華笑了笑，蹲下身，認真觀察方瑞的作品。
機器人模型的創作思路，主板設定，所使用的晶片，機器人關節控制，程序編碼，……，等等，李華看了這款機器人模型後，結合電子學技能提升後的知識，將機器人模型使用的技術分解了十之八九。
「怎麼樣？看出什麼來了？」方瑞將兩個湊熱鬧的舍友打發後，走到李華身邊，笑著問。
「嗯，發現了一點問題！」李華打量著機器人模型，突然點頭道。
「哦！什麼問題！」方瑞驚訝地問。
「你這是仿人機器人，計算骨骼點是機器人控制的關鍵，它行走不穩，是腿部動作運動時，上肢晃動影響，……，是關節角度與整體運動的問題。」李華講解道。
聞言，方瑞微微一呆，沒想到李華居然能發現這個困擾了他許久的問題。
「這個問題對我太重要啦！你能解決嗎？」方瑞看著李華，激動地問。
「應該可以，先用空間向量算法計算一下關節的角度。」李華點了點頭，笑著說。
「怎麼算？」方瑞關切地問。
「拿紙和筆給我，我試試看！」李華笑著說。
「嘩啦」一下，李華話音未落，方瑞連忙跑到桌前，取來紙和筆。
李華接過紙和筆，走到書桌前，畫了個十字坐標軸，標準數學符號，向方瑞講解起來：「角度的計算，我們一般使用解析幾何，但是，解析幾何會有一個問題—邊界條件，需考慮各種特殊情況：平行、重疊、垂直、相交……，這直接導致了代碼量的爆炸性增長，碼和調試都變得異常困難。……，所以，可以改用向量法計算這個關節角度，向量法使用的是常規的數學坐標系，……。」
「由向量的可平移性質及方向性，可推導坐標系中任意兩個不重合的坐標點A（x1， y1， z1），B（x2， y2， z2）經過變換，可轉化到數學坐標系中，對其組成的向量AB，可以認為是從坐標軸零點引出，轉化公式……。」
「根據公式，將人體關節角度計算簡化為對空間向量夾角的計算，……。即求空間平面xOz與肩膀、肘關節、手所組成平面的夾角，並以其夾角完成對肩膀，……。」
……。
李華在紙上寫寫劃劃，推導四肢關節的角度公式，用數學描述機器人整體的設計思路。
方瑞死死盯著李華描寫的數學公式，豎耳傾聽著李華的講解，全神貫注，眼睛越聽越亮。
「根據式5和式6分別計算出向量ES和向量EH，分別對應肘關節指向肩膀和肘關節指向手腕的兩條向量；式7通過叉乘計算出肩膀、肘、手所構成空間平面的法向量n1；式8代表空間平面xOz的法向量；……，求取法向量n1與法向量n2的夾角，……。」李華寫了好幾頁公式，最後，將機器人模型的關節角度問題計算了出來。
「差不多這樣了，你看下適不適用！」李華停了筆，看著方瑞笑著說。
「有用，有用，肯定有用！你數學太好啦！我都沒想到這個問題可以用這個數學公式解決！」方瑞連連點頭，激動地誇讚道。
「還好吧！不過，這隻解決了一部分，機器人模仿人體腿部動作時還會遇到平衡問題，我覺得還需要給機器人加裝陀螺儀，傳感器，實時調整機器人重心，保持機器人站立的穩定性。」李華笑了笑，接著道。
「是啊！你的想法跟我不謀而合，這是後續要改進的方向。」方瑞笑著點頭，認可了李華的說法。
「原來你對機器人的認知這麼深，之前我誤會你了！實在不好意思。」方瑞看著李華，突然和他道歉道。
「啥？」李華愣了一下，不明所以。
「嘿嘿！之前，聽你說連機器人的開發軟體都沒整清楚，我就覺得你只是一時興趣而已，沒想到，你這方面水平這麼高！」方瑞笑著介紹。
「你沒誤會，機器人設計這方面，我真是剛入門的，昨天剛接觸，我是軟體開發，數學這方面強一些。」李華笑了笑，解釋道。
我信你個鬼！
方瑞用不信的眼神看了李華一眼，剛接觸機器人領域的人，能一下子看穿『鋼鐵俠』的核心問題，並拿出解決問題的思路，當他傻子不成。
李華幫解決了一個困擾他許久的問題，方瑞也懶得揭穿他的謊話。
「我準備調試『鋼鐵俠』了！有興趣一起不！」方瑞看著李華，熱情地邀請。
「好啊！」李華欣然點頭，他正想進一步了解機器人領域呢！這呢好的學習機會當然不會錯過。
很快，方瑞將「鋼鐵俠」搬到桌上，從下方柜子取出工具箱，取上各種工具，打造了一個簡易的工作檯。
不一會兒功夫，兩人合力一邊將『鋼鐵俠』大卸八塊，一邊商討整改方案，技術細節。
「方瑞，現實點吧！能讓它站穩，完整跳個舞就差不多了！其他的別多想。」鄭義權跟著走過來，拍了拍方瑞的肩膀，安撫道。
「臥槽！你們就不能做個人！故意拆我的台？」方瑞瞪了他兩一眼，氣急敗壞地質問。
「我是讓你面對現實，搞人臉識別，涉及各種模塊算法，語言系統涉及人工智慧方向，咱課程這麼緊張，你確定能抽得出時間？」胡耀光看著方瑞，笑問道。
「就是，這學期的專業課又難又多，我們是替你著想，先確保不掛科再說吧！」鄭義權嘆氣道。
「去，去，一邊去，……，我的臉都被你兩個丟光了！」方瑞推著胡耀光，沒好氣地揮趕。
「別啊！有事說事，咱別動手啊！」
「老方，我是為了你好，萬一你的話實現不了！豈不是更丟人！」
「……。」
三人胡侃嬉鬧起來，李華笑了笑，蹲下身，認真觀察方瑞的作品。
機器人模型的創作思路，主板設定，所使用的晶片，機器人關節控制，程序編碼，……，等等，李華看了這款機器人模型後，結合電子學技能提升後的知識，將機器人模型使用的技術分解了十之八九。
「怎麼樣？看出什麼來了？」方瑞將兩個湊熱鬧的舍友打發後，走到李華身邊，笑著問。
「嗯，發現了一點問題！」李華打量著機器人模型，突然點頭道。
「哦！什麼問題！」方瑞驚訝地問。
「你這是仿人機器人，計算骨骼點是機器人控制的關鍵，它行走不穩，是腿部動作運動時，上肢晃動影響，……，是關節角度與整體運動的問題。」李華講解道。
聞言，方瑞微微一呆，沒想到李華居然能發現這個困擾了他許久的問題。
「這個問題對我太重要啦！你能解決嗎？」方瑞看著李華，激動地問。
「應該可以，先用空間向量算法計算一下關節的角度。」李華點了點頭，笑著說。
「怎麼算？」方瑞關切地問。
「拿紙和筆給我，我試試看！」李華笑著說。
「嘩啦」一下，李華話音未落，方瑞連忙跑到桌前，取來紙和筆。
李華接過紙和筆，走到書桌前，畫了個十字坐標軸，標準數學符號，向方瑞講解起來：「角度的計算，我們一般使用解析幾何，但是，解析幾何會有一個問題—邊界條件，需考慮各種特殊情況：平行、重疊、垂直、相交……，這直接導致了代碼量的爆炸性增長，碼和調試都變得異常困難。……，所以，可以改用向量法計算這個關節角度，向量法使用的是常規的數學坐標系，……。」
「由向量的可平移性質及方向性，可推導坐標系中任意兩個不重合的坐標點A（x1， y1， z1），B（x2， y2， z2）經過變換，可轉化到數學坐標系中，對其組成的向量AB，可以認為是從坐標軸零點引出，轉化公式……。」
「根據公式，將人體關節角度計算簡化為對空間向量夾角的計算，……。即求空間平面xOz與肩膀、肘關節、手所組成平面的夾角，並以其夾角完成對肩膀，……。」
……。
李華在紙上寫寫劃劃，推導四肢關節的角度公式，用數學描述機器人整體的設計思路。
方瑞死死盯著李華描寫的數學公式，豎耳傾聽著李華的講解，全神貫注，眼睛越聽越亮。
「根據式5和式6分別計算出向量ES和向量EH，分別對應肘關節指向肩膀和肘關節指向手腕的兩條向量；式7通過叉乘計算出肩膀、肘、手所構成空間平面的法向量n1；式8代表空間平面xOz的法向量；……，求取法向量n1與法向量n2的夾角，……。」李華寫了好幾頁公式，最後，將機器人模型的關節角度問題計算了出來。
「差不多這樣了，你看下適不適用！」李華停了筆，看著方瑞笑著說。
「有用，有用，肯定有用！你數學太好啦！我都沒想到這個問題可以用這個數學公式解決！」方瑞連連點頭，激動地誇讚道。
「還好吧！不過，這隻解決了一部分，機器人模仿人體腿部動作時還會遇到平衡問題，我覺得還需要給機器人加裝陀螺儀，傳感器，實時調整機器人重心，保持機器人站立的穩定性。」李華笑了笑，接著道。
「是啊！你的想法跟我不謀而合，這是後續要改進的方向。」方瑞笑著點頭，認可了李華的說法。
「原來你對機器人的認知這麼深，之前我誤會你了！實在不好意思。」方瑞看著李華，突然和他道歉道。
「啥？」李華愣了一下，不明所以。
「嘿嘿！之前，聽你說連機器人的開發軟體都沒整清楚，我就覺得你只是一時興趣而已，沒想到，你這方面水平這麼高！」方瑞笑著介紹。
「你沒誤會，機器人設計這方面，我真是剛入門的，昨天剛接觸，我是軟體開發，數學這方面強一些。」李華笑了笑，解釋道。
我信你個鬼！
方瑞用不信的眼神看了李華一眼，剛接觸機器人領域的人，能一下子看穿『鋼鐵俠』的核心問題，並拿出解決問題的思路，當他傻子不成。
李華幫解決了一個困擾他許久的問題，方瑞也懶得揭穿他的謊話。
「我準備調試『鋼鐵俠』了！有興趣一起不！」方瑞看著李華，熱情地邀請。
「好啊！」李華欣然點頭，他正想進一步了解機器人領域呢！這呢好的學習機會當然不會錯過。
很快，方瑞將「鋼鐵俠」搬到桌上，從下方柜子取出工具箱，取上各種工具，打造了一個簡易的工作檯。
不一會兒功夫，兩人合力一邊將『鋼鐵俠』大卸八塊，一邊商討整改方案，技術細節。