法国NAO机器人介绍.docx

法国NAO机器人介绍 NAO机器人介绍 NAO是一个57厘米高的可编程仿人机器人。其关键组件如下： · 拥有25个自由度（DOF）的身体，其关键部件为电机与致动器。 · 一系列传感器：2个摄像头、4个麦克风、1个超声波距离传感器、2个红外线发射器和接收器、1个惯性板、9个触觉传感器及8个压力传感器。 · 用于自我表达的器件：语音合成器、LED灯及2个高品质扬声器。 · 一个CPU（位于机器人头部），运行一个Linux内核，并支持ALDEBARAN公司自行研制的专有中间件（NAOqi）。 · 第二个CPU（位于机器人躯干内）。 · 一个55瓦时电池， 根据使用方式的不同，可为NAO提供1.5小时、甚至更长的自主时间。 构建机器人的应用程序具有挑战性： 应用程序建立在大量先进的复杂技术之上，如语音识别、物体识别、地图构建等。 应用程序必须安全可靠，而且能够利用有限的资源、在有限的环境中运行。 嵌入式软件NAOqi包含一个跨平台的分布式机器人框架，快速、安全、可靠，为开发人员提供了一个全面的基础，以提高、改进NAO的各项功能。 NAOqi使算法的API可供其它算法使用。通过该软件，用户还可选 NAO机器人是由法国Aldebaran Robotics公司设计和制造的一款高度先进的可编程仿人机器人，身高57厘米。NAO的设计旨在实现复杂的人机交互，它拥有多样的硬件和软件特性，使其能够在各种环境中执行任务。 1. **硬件组件**： - **运动系统**：NAO具有25个自由度的关节，由电机和致动器驱动，能实现灵活的运动。 - **传感器阵列**：包括2个摄像头用于视觉识别，4个麦克风用于声源定位，1个超声波传感器测量距离，2个红外线传感器，1个惯性板检测运动，9个触觉传感器和8个压力传感器感知环境接触。 - **通信和表达设备**：语音合成器、LED灯和扬声器，使NAO能通过语音和表情与人交流。 - **计算能力**：拥有2个CPU，分别位于头部和躯干，运行Linux操作系统，支持ALDEBARAN公司的专有中间件NAOqi。 - **电源**：配备55瓦时电池，提供长达1.5小时的自主运行时间。 2. **NAOqi嵌入式软件**： - **分布式机器人框架**：NAOqi是一个跨平台的框架，确保了NAO的稳定性和可靠性。 - **API接口**：开发者可以通过C++、Python、Urbi、.Net等多种编程语言与NAO交互，调用NAOqi提供的API，开发和优化机器人功能。 - **模块化设计**：允许在本地或远程运行模块，支持多系统开发，如Windows、Mac和Linux。 3. **运动控制**： - **行走控制**：基于线性倒摆模型（LIPM）和二次规划（Quadratic Programming），使NAO能适应不同地面并保持平衡。 - **全身运动**：逆运动学模型处理全身协调动作，如关节控制、平衡和任务优先级。 - **摔倒管理**：摔倒管理器监测重心，当检测到即将摔倒时，采取保护措施，降低电机刚度，准备安全着陆。 4. **感知与交互**： - **视觉**：通过两个高清摄像头进行图像识别和人脸识别，配合定制算法以节省处理器资源。 - **音频**：四个麦克风实现声源定位，支持多种语言的语音识别和合成，便于对话。 NAO机器人的设计充分考虑了复杂环境中的互动和自适应能力，它的技术集成使得它在教育、娱乐、服务等多个领域都有潜在应用。通过持续的软件开发和算法优化，NAO能够不断改进其性能，增强与人类的交互体验。