NAO机器人行为控制系统设计

发布时间：2017-10-19 17:20

  本文关键词：NAO机器人行为控制系统设计

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【摘要】：随着智能机器人应用领域的扩大,越来越多的智能机器人走进了人们的生活。为了方便人们与机器人的信息交流,让机器人能够更好的为人类服务,创造更好的人机交互模式已成为机器人研究的重要方向之一。人机交互最初主要是通过按钮和键盘,而随着智能机器人技术的发展,语音和视觉成为了人机交互最主要的方式。本文研究的是基于NAO机器人的行为控制系统设计。以法国Aldebaran Robotics公司的NAO机器人作为研究平台,分别用语音和视觉两种人机交互模式对机器人进行控制。语音交互主要是利用NAO机器人的语音识别模块对输入的语音进行识别,然后通过在建立的对话数据库中进行搜索匹配,机器人根据获取的语音指令执行相应的动作或语音输出。本文采用了微软的Speech SDK 5.1进行语音识别,建立了一个宋词三百首的数据库,利用Python对数据库进行操作,从数据库中获取查询的结果并通过语音合成朗读出来。视觉交互主要是利用NAO机器人的摄像头进行目标物体的搜索和识别。本文提出了利用NAO Mark进行目标物体识别定位的方案,根据NAO Mark的信息进行距离计算和坐标转换,进而得到NAO Mark相对于机器人坐标系的位姿。最后,根据语音命令的输入,通过视觉的识别定位,对机器人进行运动学规划,实现对目标物体的抓取。从而形成了一个拥有语音和视觉交互的行为控制系统,使人们与机器人的交互更加方便和实用。在运动控制中,本文提出了一种基于视觉的伺服控制系统方案,利用摄像机获取的目标物体的位姿,对机器人手臂末端运动进行规划,形成一个具有视觉反馈的闭环系统。
【关键词】：NAO机器人 人机交互 语音交互 视觉交互 NAO Mark 运动规划
【学位授予单位】：济南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP242
【目录】：

• 摘要7-8
• abstract8-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 课题的研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.3 课题研究的主要内容13-17
• 1.3.1 语音交互14-16
• 1.3.2 单目识别定位16
• 1.3.3 运动控制16-17
• 1.4 论文的章节安排17-18
• 第二章 语音交互行为18-30
• 2.1 NAO机器人语音交互系统设计18-21
• 2.1.1 语音系统硬件介绍18-20
• 2.1.2 系统结构及功能20-21
• 2.2 语音交互流程及模块设计21-25
• 2.2.1 语音识别模块22-23
• 2.2.2 语音对答模块23-24
• 2.2.3 语音合成模块24-25
• 2.3 数据库查询25-28
• 2.4 本章小结28-30
• 第三章 单目识别定位30-44
• 3.1 NAO机器人视觉系统30-32
• 3.2 路标识别定位法32-33
• 3.3 Mark识别定位33-42
• 3.3.1 Mark识别原理34-36
• 3.3.2 Mark定位原理36-42
• 3.4 本章小结42-44
• 第四章 机器人运动控制44-56
• 4.1 机器人运动学44-48
• 4.1.1 位置与姿态的表示44-46
• 4.1.2 空间变换46-47
• 4.1.3 正向运动学和逆向运动学47-48
• 4.2 建立NAO机器人手臂模型48-52
• 4.3 对目标物体的抓取52-55
• 4.4 本章小结55-56
• 第五章 总结与展望56-58
• 5.1 总结56
• 5.2 展望56-58
• 参考文献58-62
• 致谢62-64
• 附录64

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：1062336