NAO机器人编程学习

NAO机器人介绍,软件编程

NAO机器人编程学习

目录

1、基本介绍..................................................................................................................................... 1

1.1实体平台............................................................................................................................. 2

1.1.1运动.......................................................................................................................... 2

1.1.2视觉.......................................................................................................................... 2

1.1.3语音.......................................................................................................................... 2

1.1.4触摸传感器和声纳测距仪 ...................................................................................... 3

1.1.5连接性...................................................................................................................... 3

1.1.6开源.......................................................................................................................... 4

1.2特征参数............................................................................................................................. 4

2、Choregraphe软件 ....................................................................................................................... 5

2.1Choregraphe软件介绍 ........................................................................................................ 5

2.2综合运用............................................................................................................................. 5

2.2.1连接机器人 .............................................................................................................. 6

2.2.2程序编写 .................................................................................................................. 6

NAO机器人介绍,软件编程

机器人NAO是各种软、硬件巧妙结合的独特产物，由大量传感器、电机和软件构成，所有软件由专门设计的操作系统NAOqi来控制。NAO虽然目前还尚未进入家庭，但已在教育界成为一颗耀眼的明星。在70多个国家里，它走入中学和大学的信息技术和科技专业课堂，许多大学生借助NAO，以寓教于乐、学以致用的方式学习编程。NAO也征服了一大批程序开发人员。在他们眼里，NAO是一个功能强大、具有惊人表现力的应用程序创建平台，可以让大量设想变为现实，由此开辟出程序开发的新天地，也为日后创作出面向大众的机器人铺平了道路。

1、基本介绍

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1.1实体平台

NAO是一个身高58cm的可编程仿人机器人，内含以下构件：

⑴拥有25个自由度的身体，主要元件为电机和电动制动器；

⑵传感器系统，包括：2个摄像头、4个麦克风、声纳测距仪、2套红外线接收器和发送器、1个惯性器件板、9个触摸传感器和8个压力传感器；

⑶多种交流设备，包括语音合成器、LED灯及2个高保真扬声器；

⑷英特尔ATOM 1.6 GHz处理器（位于头部），运行Linux内核；

⑸第二个CPU位于躯干；

⑹27.6瓦时电池，根据使用情况，可为NAO提供超过1.5个小时的自主动力。

1.1.1运动

1.1.1.1全方位行走

NAO行走使用的是一个简单的动态模型（直线倒立摆）和二次规划，通过关节传感器反馈的信息保持稳定，保证行走的鲁棒性，免受小干扰，并可吸收躯干在正向和侧向平面上的摆动。NAO 可在多种地面上行走，如地毯、瓷砖地、木地板等，而且在行走过程中能够顺利地从一种地面走到另一种地面上。

1.1.1.2摔倒管理器

摔倒管理器可在NAO摔倒时起到一定的保护作用，其主要功能是探测NAO的质量中心是否超出了支撑多边形。质心是否超出支撑多边形由机器人的足底与地面的接触点来决定。一旦探测到机器人摔倒状况，所有运动任务都会被终止，NAO的双臂会根据摔倒方向采取保护姿势，机器人的质心会降低，刚度会降至零。

1.1.2视觉

NAO拥有两个920P摄像头，每秒最多可摄取30个图像，可追踪、记忆并识别不同的图像和人脸。一个摄像头位于NAO前额，负责水平扫视。另一个位于嘴部，扫描周围环境。用户可通过软件获得NAO看到的图片和视频流。NAO包含有一系列算法，可帮助机器人探测并识别出看到的人脸或形状。这样，NAO就可以认出和它说话的人，也可以找到皮球或更加复杂的物品。

1.1.3语音

NAO使用4个麦克风来探测声音，并可通过语音识别和声音合成功能，运用8种语音与人交流。

1.1.3.1声源定位

声源定位功能帮助机器人辨别出声源方向。NAO的声源定位基于一个名为“到达时间差”的方法，当一个声源发出声音时，NAO的4个麦克风接受到声波的时间略有不同。如下图1，如果一个人站在 NAO 左边和它说话，其声波会首先到达左侧麦克风，在几微秒后到达位于前方和后方的麦克风，最后到达右侧麦克

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风。这种时间差名为“双耳时间差”，可对其进行数学处理，以确定声源的位置。在Choregraphe软件中也有相关的指令盒，方便用户在行为程序中运用该功能。

图1

1.1.3.2音频信号处理

在NAO机器人上，嵌入式处理器的运算能力往往很有限，因此有必要在电脑或服务器上进行某些远程运算。这一点在处理音频信号时尤其重要，在一个远程处理器上进行语音识别往往会更加有效、快速和准确。

1.1.4触摸传感器和声纳测距仪

1.1.4.1触摸传感器

除摄像头和麦克风以外，NAO机器人还配备了电容式传感器。分别位于头部（三个）和双手，用户可以通过触摸传感器向NAO机器人发送指令。例如，轻按头部可以让NAO停止动作或则触发一些列动作。

1.1.4.2声纳测距仪

NAO配备有2个声纳通道，2个发送器和2个接收器。由此，NAO可估测与周围障碍物之间的距离，探测范围为0-70cm。如果与障碍物相距不到15cm，NAO不会收到具体的距离数据，只会知道附近有一个物体。

1.1.5连接性

1.1.5.1以太网及无线上网

目前，NAO支持以太网和WIFI无线上网。NAO的联网功能为开发其应用提供了大量的空间，用户可以在网络上的任意一台电脑来控制NAO或为其编程。如：

⑴通过IP地址，NAO可以知道自己身处何处，并向用户提供个性化的天气预报； ⑵向NAO提出一个关于某主题的问题，它会自动连接到维基百科，找到并读出相应的解释；

⑶将NAO连接至一个音频流，它会为用户播放某个在线电台的广播节目；

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⑷使用XMPP技术，可远程控制NAO并获得其摄像头的视频流。

1.1.5.2红外线

NAO可凭借红外线技术与其它NAO及其它使用红外线的设备进行交流。用户可设置NAO，通过红外线交流来控制其它设 …… 此处隐藏：5915字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……