基于NAO机器人视觉识别科教创新实验设计作者：王可欣 卫九蓉 杨嘉融 李程 王晨 石玉 强宁来源：《科技创新导报》2021年第19期 iomv
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麻元友 摘 要：依托高校人工智能课程，结合垃圾分类这一重要民生问题，本文设计了基于NAO机器人的垃圾识别与目标抓取创新实验。基于NAO的实验开发平台Choregraphe，使用视频监视器进行图像数据的学习，建立图像数据库，进而使用Vision Reco.指令盒进行视觉识别。根据机器人运动学理论，实现NAO对目标的抓取动作设计，并使用NAOMarks进行定位信息處理，确保NAO正确定位垃圾桶位置。经过教学实践发现，学生对该种模式的教学方法有极高的学习兴趣，培养了学生的动手实践能力，对于学生创新实践思维的培养有积极的促进意义。 关键词：NAO机器人 视觉识别 机器人运动控制 垃圾分类
中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2021）07（a）-0178-06
Innovative Experimental Design Based on NAO Robot Visual Recognition
WANG Kexin WEI Jiurong YANG Jiarong LI Cheng WANG Chen SHI Yu QIANG Ning*
（School of Physics and Information Technology， Shaanxi Normal University， Xi'an， Shaanxi Province， 710062 China）
Abstract： Relying on the artificial intelligence course in colleges and universities， combined with the important livelihood problem of garbage classification， this paper designs an innovative experiment of waste identification and target capture based on NAO robot. The experimental development platform Chorepache based on NAO uses video monitor to learn image data， establish image database， and then use Vision Reco. Instruction box for visual recognition. According to the robot kinematics theory， the grasping action design of NAO to the target is realized， and NAOMarks is used to process the positioning information to ensure that NAO can correctly locate the trash can. Through teaching practice， it is found that students have a high interest in this mode of teaching method， cultivate students' practical ability， and have a positive significance in promoting the cultivation of students' innovative practical thinking.
Key Words： NAO robot; Visual recognition; Robot motion control; Garbage classification
仿人型机器人具备与人类相似的外观，可以适应人类的生活和工作环境，代替人类完成各种作业，其中Aldebaran Robotics公司研制的NAO是目前世界上应用最广泛的人形机器人[1]。
人形机器人的主要应用包括面向商业发展、家庭生活、学校教育及科学研究，有较为丰富的应用拓展。本文结合学校教育与垃圾分类问题，依托高校人工智能课程教，借助NAO仿人型机器人的图像开发平台Choregraphe设计NAO关于垃圾回收的创新实验，建立NAO已知对象的数据库，利用视觉关键特征进行识别，最终实现对不同垃圾进行分类识别的目标。本文设计的创新实验过程遵循理论结合实际、循序渐进的原则，从平台指令盒的初步使用到建立图像数据库、设计抓取动作、定位垃圾桶等一系列动作的实现，帮助培养学生的专业学科素养及动手实践能力。双向玻璃
1 Choregraphe平台使用
NAO提供了Choregraphe、NAOqi和检测器作为开发软件，本文基于Choregraphe开发平台进行实验设计。Choregraphe是一个具有高可视化的图像开发工具，内部装载了面向对象的直译程序语言Python。编程过程清晰、直观，程序代码可读性高[2]。使用该平台
电玉粉可以在NAO机器人上测试实验过程中所创建的不同指令模块，基于图像编程工具实现对NAO机器人行为的控制，其内置的指令盒在一定程度上简化了实验过程中对于NAO机器人基础应用的实现。
对于入门级学生来说，Choregraphe图像化编程的图像化编辑平台很容易上手，并可以提供NAO指令的即时反馈，这将大大提高学生的编程兴趣，更有利于后续开展的相关编程课程的学习[3]。
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