NAO機器人迎賓與多臺同時啟動設(shè)計方案

1、NAO 機器人迎賓與多臺同時啟動設(shè)計方案摘 要： NAO 機器人作為最新一款人形智能機器人， 在教學中扮演了扮演了重要的角色，為我們提供了良好的平 臺來學習、探索機器人的設(shè)計。文章在 NAO 機器人的基礎(chǔ) 上，設(shè)計程序?qū)?NAO 機器人作為迎賓機器人，可以省下一 定的人力，又可以給人們一種新鮮感，帶來樂趣。文章也介 紹了我們通過一些實際的實驗后所得出的一種比較可靠地 同時啟動多臺機器人的軟件編程方法，可以使多臺機器人同 時準確啟動并自主完成一些動作。關(guān)鍵詞：迎賓； NAO 機器人；同時啟動；軟件編程 中圖分類號： TP18 文獻標識碼： A 文章編號： 1006-8937 （2015）33-0

2、001-021 迎賓機器人的程序設(shè)計 迎賓機器人的執(zhí)行動作過程，如圖 1 所示。 設(shè)計該程序的主要目的是能夠使 NAO 機器人做到自主 迎賓，即將機器人放置與會場入口處，當賓客經(jīng)過時，機器 人會主動打招呼： “您好！歡迎 XX ”。該程序設(shè)計的主要問 題在于如何判斷是否有人經(jīng)過，經(jīng)過考慮，我們選擇使用機 器人自帶的超聲波傳感器作為檢測傳感器，如圖 2 所示。NAOV4 版機器人配備有兩對超聲波傳感器， 頻率為 40Hz,分辨率為1 cm，測量范圍為60 ? ?，測量距離為0.252.55 m (在0.25 m以內(nèi)無法獲得距離但可檢測到有物體存 在)，位于胸前兩側(cè)對稱分布，具體分布數(shù)據(jù)見表 1

3、。在默認值下， 2 號傳感器作為 1 號傳感器的接受器， 4 號傳感器作為 3 號傳感器的接收器。在默認值下，其探測范圍如圖 3 所示。 當沒有人從門口經(jīng)過時，測量返回值將恒為 2.55(即所 能測得最大距離) ，當有人從機器人前經(jīng)過時，該值將發(fā)生 變化，考慮到會場正門寬不會超過2m，我們將判斷值設(shè)為1.5，即 memoryProxy.getData(“ Device/SubDaviceList/US/Left/Actuator/Vaator/Value”)1 .5 時，跳出等待循環(huán)并做出歡迎的動作，結(jié)束后繼續(xù)返回等待。具體程序，如圖 4 所示。由于從超聲波發(fā)射器發(fā)出超聲波到測量值寫入存儲器的

4、時間約為10 ms，為防止誤測，在這里引入變量i擴大檢測 時間到 0.5 s。2 關(guān)于 8 臺機器人同時啟動的程序設(shè)計 團體舞蹈要做到美觀、震撼，整齊劃一是必不可少的條 件。而對于機器人來說，要做到整齊，最重要的是要保證機 器人能夠同時啟動，同時執(zhí)行程序。來控制 8 臺機器人。其中，(4)中的可以通過將 8 臺機器人連入同一局域網(wǎng)后所分配到的 IP 替換 robotIP 項，使某 一臺機器人向該 IP 所屬的機器人發(fā)出動作指令， 并通過函數(shù) （5）對指定關(guān)節(jié)數(shù)值進行檢測，當達到站立時的數(shù)值后， 執(zhí)行舞蹈動作。但是運用這種方法，我們發(fā)現(xiàn)機器人不能做 到同時啟動并完成站立動作。在排除掉網(wǎng)絡(luò)延遲等外

5、界因素 干擾下，我們猜測是由于在該方式中機器人之間采用點對點 通訊，當主機完成與一臺從機通訊后，才會像下一臺從機發(fā) 出指令導致的。隨后，我們考慮采用利用時鐘完成同時啟動，即我們在 程序中利用其圖像編程軟件中所帶的時鐘指令盒獲取時間， 當時間到達某一設(shè)定值 （即 XX 點 XX 分）時，機器人啟動。 但是，我們在隨后的測試中發(fā)現(xiàn)每一臺機器人的內(nèi)部時鐘都 有著小到幾秒鐘多到幾分鐘的誤差，而我們又無法對其內(nèi)部 時鐘進行調(diào)整。最后，經(jīng)過查閱資料， 我們選擇利用 socket 套接字編程， 將一臺 PC 端作為主機，利用廣播的形式向8 臺機器人發(fā)送指令，其程序如下： PC端：PC端的程序圖如圖5所示。

6、NAO機器人端：NAO機器人端的程序圖如圖 6所示。 利用該程序，每一臺連入局域網(wǎng)內(nèi)的機器人在啟動完成后，都會向主機發(fā)送其 IP 地址作為準備就休的標志， 當我們 收到所有 IP 后，便可按下回車， 使所有機器人同時運行。 經(jīng) 過多次實驗， 該方法能實現(xiàn) 8 臺機器人的同時啟動， 精確性、 穩(wěn)定性很高。3 總結(jié)通過超聲波傳感器作為檢測信號， 用 Python 編程實現(xiàn)設(shè) 計程序?qū)?NAO 機器人作為迎賓 機器人， 是將來實現(xiàn)機器人 為人們做日常服務(wù)的一種基礎(chǔ)設(shè)想，為以后機器人的開發(fā)研 究做基礎(chǔ)；利用 socket 套接字編程是我們在比較各種控制方 法后決定使用的一種比較穩(wěn)定的控制方法，穩(wěn)定性高，方法 簡便。 NAO 機器人還有很大的發(fā)展空間， 在此基礎(chǔ)上， 之后 再進行更深入的研究。參考文獻：1 鐘秋波，童春芽 .機器人程序設(shè)計 M. 西安：西安電 子科技大學出版社， 2013.2 謝濤，徐建峰，張永學， 等.類人機器人的研究歷史、 現(xiàn)狀及展望J.機器 人，2002, （4）.3