爆款法国NAO机器人的应用

 

   

    NAO机器人是一个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。 

NAO行走使用的是一个简单动态模型（线性倒摆，LIPM）及二次规划 （Quadratic programming）。NAO使用关节传感器提供的反馈信息，来完成行走平衡。这样，既可提高机器人行走的鲁棒性，免受小的干扰，也可吸收躯干在前面 和侧面的振荡。此外，NAO还可在多种地面上行走，如地毯、瓷砖地、木质地板等，并可从一种地面自如地行走至另一种地面。 

NAO的运动模型基于一个普遍的逆运动学（Generalized Inverse Kinematics），可处理笛卡尔和关节控制、平衡、冗余和任务优先级等。换言之，当要求NAO伸出手臂时，它会同时弯下躯干。这是因为它的手臂和腿 部关节都被考虑在内。而且NAO会停止移动，以保持平衡。 

摔倒管理器（Fall Manager）可在机器人摔倒时起到保护作用。它的主要功能在于探测机器人的重心（CoM）是否超出支持多边形的范围。该支持多边形根据接触地面的双足 的位置来确定。当摔倒管理器探测到机器人要摔倒时，所有的运动任务都会被终止，机器人的双臂会根据情况处于自我保护的位置，而且机器人重心降低，电机的刚 度也会降为零。 

NAO拥有两个摄像头，可以跟踪、学习并识别不同的图像和面部。 NAO 采用两个高清摄像头，有效像素达920万，每秒30帧，其中一个摄像头位于机器人前额，拍摄其前方的水平画面。另一个位于嘴部，用于扫描周围环境。 

通过视觉软件，您可再现NAO看到的图片及视频流。然而，如果人无法感知并分析周围的环境，就算眼睛能看到，那又有什么用呢？ 

正是出于这个原因，NAO身上包含了一系列算法，用于探测和识别不同的面部和物体形状。这样，机器人就可以认出和它说话的人、找到一个皮球或是更为复杂的物体。 这些算法均为NAO专门开发。而且，我们在开发过程中，始终力争将处理器资源的使用率降至最低。 

此外，通过NAO的SDK，您可自行开发模块，并可连接至OpenCV（OpenCV：由英特尔公司最早开发的开源计算机视觉库）。 

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