仿人机器人实训教程

本书旨在培养学生分析和解决复杂问题能力、动手实践能力、空间感知能力、数理逻辑、想象力和创造力等。本书主要以NAO机器人为例，介绍仿人机器人的发展史、理论基础和编程方法，总结仿人机器人实践教学和竞赛培训经验，梳理丰富的实训案例。本书以图形化编程为开端，引入Python编程，提供大量的代码示例，对仿人机器人进行深入解析，具有层次性，可引导编程零基础或机器人零基础的学生了解仿人机器人的基本理论和技术，迅速入门并掌握仿人机器人的编程技能，动手实现各种人机交互案例。

第1章 仿人机器人概述 1
1.1 机器人理论基础 1
1.2 仿人机器人发展史 3
1.2.1 国外仿人机器人发展史 3
1.2.2 国内仿人机器人发展史 5
1.3 仿人机器人应用现状 6
1.4 NAO机器人概述 9
第2章 仿人机器人与Python语言 14
2.1 仿人机器人常用软件及语言 14
2.2 Python语言 14
2.2.1 Python简介 15
2.2.2 Python基础 15
2.2.3 控制语句 21
2.2.4 函数 23
2.2.5 类 25
2.2.6 模块 31
2.3 Python脚本应用 34
2.3.1 随机眼睛颜色脚本 34
2.3.2 使用Python创建指令盒 36
第3章 NAO机器人 40
3.1 NAO机器人简介 40
3.1.1 NAO机器人的组成 40
3.1.2 NAO机器人的连接 44
3.1.3 监视器（Monitor） 48
3.2 Choregraphe软件 51
3.2.1 菜单 51
3.2.2 指令盒库 53
3.2.3 图表空间 53
3.2.4 项目文件 54
3.2.5 3DNAO 55
3.2.6 姿势库 55
3.2.7 Choregraphe-NAO连接 56
3.2.8 指令盒 57
3.2.9 基于事件和时间的编程 60
3.2.10 指令盒库的详细介绍 66
3.3 NAOqi 92
3.3.1 关于NAOqi 92
3.3.2 NAOqi术语定义 92
3.3.3 NAOqi结构 93
3.3.4 使用NAOqi 97
第4章 NAO机器人的编程入门 101
4.1 Hello World 101
4.1.1 相关指令盒 101
4.1.2 语音启动与App安装 103
4.2 人机交互 104
4.2.1 相关指令盒 104
4.2.2 项目实现 105
4.3 机器人行走 106
4.3.1 相关指令盒 106
4.3.2 项目实现 108
4.3.3 实践练习 108
4.4 LED的设置 109
4.4.1 相关指令盒 109
4.4.2 项目实现 110
4.5 音频处理 113
4.6 NAOMark学习 116
4.6.1 相关指令盒 116
4.6.2 项目实现 116
4.6.3 实验步骤 117
4.7 实践练习 117
4.7.1 模拟场景 117
4.7.2 任务需求 118
第5章 NAO机器人实训案例 119
5.1 NAO机器人基础应用 119
5.1.1 实验一：自我介绍 119
5.1.2 实验二：机器人舞蹈 126
5.1.3 实验三：机器人走迷宫 134
5.2 NAO机器人进阶应用 140
5.2.1 实验一：文字识别 140
5.2.2 实验二：人脸检测 149
5.2.3 实验三：智能语音交互 158
5.3 NAO机器人竞赛案例 166
5.3.1 NAO机器人双人接力赛 166
5.3.2 NAO机器人高尔夫赛 180
附录A NAOMark 193
附录B PAPER TOY 194
参考文献 196