机器人基于嵌入式AI处理器的图形化编程机器人设计 (2)

基于嵌入式AI处理器的图形化编程

机器人设计

学 院 工业自动化学院

专 业 机械与电子工程姓 名 李楷 学 号 13005310686

指导老师 李琳 职 称 讲师

中国·珠海

二○二○年五月

北京理工大学珠海学院2020届本科生毕业设计

诚信承诺书

本人郑重承诺本人承诺呈交的毕业设计《基于嵌入式AI处理器的图形化编程机器人设计》是在指导教师的指导下独立开展研究取得的成果文中引用他人的观点和材料均在文后按顺序列出其参考文献设计使用的数据真实可靠。

日期 年 月 日

北京理工大学珠海学院2020届本科生毕业设计

基于嵌入式AI处理器的图形化编程

机器人设计

摘 要

图形化编程机器人是一种融合了机械电子、嵌入式计算机、 自动化等多种学科技术、面向快速开发及教学的产品。 图形化编程具有应用门槛低、使用简单等特点作为学习机器人的一种载体方便用户快速上手编程控制机器人学习机器人开发。 图形化编程在机器人领域中逐渐受到关注和认同具有广阔的应用前景。

目前的机器人产品几乎没有关于人工智能AI的教学应用随着人工智能渗入到人们生活的方方面面对于学习AI的重要性逐渐突显出来。为普及学习机器人AI应用设计一款功能强大、价格低廉、满足教学和开发双重需求的图形化编程机器人让不同层次的用户学习机器人、人工智能应用开发是本文研究和解决的重点。

本设计利用Python编程语言的特性应用于机器人将MicroPython编程与图形化编程相结合提高了机器人编程系统的通用性并将AI融入到其中使用户能够以一种新的模式学习A I机器人编程降低AI的学习门槛。另外编程环境支持图形化编程、M icroP ython和语言三种编程方式为用户提供更加灵活的编程空间适用于不同层次用户。

关键词机器人 AI 图形化编程嵌入式M icroP ytho n

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北京理工大学珠海学院2020届本科生毕业设计

Graphical Programming Robot Design Based on

Embedded AI Processor

Abstract

The graphical programming robot is a product that integrates various disciplines andtechnologies such as mechatronics, embedded computers, and automation, it is oriented torapid development and teaching.As a carrier of learning robots,graphical programming hasthe characteristics of simple operation and low application threshold it is convenient forusers to quickly start programming robots and learning robot development. The graphicalprogramming has gradually received attention and recognition in the field of robotics,and hasbroad app lication prospects.

At present, robot products have almost no teaching application of artificial intelligence(AI).As artificial intelligence permeates into all aspects of people's lives, the importance oflearning AI is gradually highlighted. In order to popularize AI app lic ation o f learning robot, itis the focus of this paper to design a powerful, low-cost graphical programming robot thatmeets the dual demands of teaching and development,which enables users at different levelsto learn the application development of the robot and artificial intelligence

This design uses the characteristics of Python programming language to apply to robots,through the combination of MicroPython programming and graphical programming, it hasenhanced the versatility of the robot programming system, and integrates AI into it,whichenables users to learn AI robot programming in a new mode and reduces the learningthreshold of AI. In addition, the programming environment supports three programmingmethods: graphical programming,MicroPython and C language,which provides users withmore flexible programming space and is suitable for users at different levels.

Keywo rds:Rob ot;AI;Graphical Pro gramming;Embedded;MicroPython

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目 录

摘 要. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .I

Abstrac t. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .II

第1章前言. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

1.1研究背景. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

1.2图形化编程机器人的国内外现状. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2

1.3研究意义. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3

1.4研究内容. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4

第2章图形化编程机器人整体设计分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5

2.1系统需求分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5

2.2关键技术分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5

2.2.1嵌入式AI. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6

2.2.2 MicroPython与图形化编程. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7

第3章机器人硬件平台设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9

3.1硬件平台选型. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9

3.2硬件平台结构. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10

3.2.1嵌入式AI处理器. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11

3.2.2 PMU电源管理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12

3.2.3三轴加速度计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13

3.2.4全彩LED. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14

3.2.5硬件IO接口. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14

3.3硬件外设选型. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15

3.3.1机器人摄像头. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15

3.3.2机器人无线通信. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16

3.3.3机器人底盘电机. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16

3.3.4机器人云台电机. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17

3.3.5机器人动力能源. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18

3.3.6多路DC-DC分电板. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19

第4章嵌入式系统软件设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20

4.1软件开发环境搭建. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20

4.2固件开发. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22

4.2.1图形化菜单配置menuc onfig. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22

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4.2.2固件裁剪及优化. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22

4.3机器人驱动开发. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23

4.3.1移动机器人运动学模型. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23

4.3.2二轴云台驱动控制. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26

4.4 MicroPython移植. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27

4.4.1 Python标准库和微库. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28

4.4.2机器视觉库. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28

4.4.3 MicroPython类库. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29

4.5无线图传. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31

4.6人脸口罩识别与检测应用. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32

4.6.1准备训练数据集. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33

4.6.2配置训练参数. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33

4.6.3训练模型. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34

4.6.4测试模型. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35

4.6.5转换模型. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35

4.6.6部署模型. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36

4.6.7推理模型. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37

第5章图形化编程机器人系统测试. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40

第6章总结与展望. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45

6.1总结. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45

6.2展望. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45

参考文献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46

谢 辞. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48

附 录. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49

附录1人脸口罩识别MP yth o n源代码. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49

附录2图形化编程软件. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .50

附录3人脸口罩识别效果. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .50

IV

北京理工大学珠海学院2020届本科生毕业设计

第1章前言

1.1研究背景

机器人技术涵盖了计算机科学、嵌入式、 自动化、机械电子等诸多学科和前沿领域。多年来一直处于世界学术研究领域前沿广泛应用到社会生产的多个方面。

随着人工智能与机器人的迅速发展和普及机器人由起初的工业生产应用过渡到人们生活中的各个方面其在教育领域的应用也逐步得到重视。 由于机器人需要通过高级编程语言来控制实现功能对计算机编程缺乏专业知识的人来说抽象的编程语言不便于理解学习编程语言来控制机器人显然有一定的难度编写代码过程中遇到的错误和问题久而久之会打消学习的积极性和主动性。为了使编写程序的体验能像搭积木一样简单、有趣逐渐衍生出一种新的编程方式——图形化编程。 图形化编程又称可视化编程与基于文本的编程语言不同它封装了底层的文本编程语言使用者只需拖放编程模块和组件组成积木式的程序就可以实现复杂逻辑的编程任务 同时机器人硬件的参数设置和操作更加简洁明了。 图形化编程软件如图1.1所示。

图1.1机器人图形化编程软件

使用图形化和模块化的编程方式其门槛低、操作简单等特点更容易被接受。在儿童教育领域 由于图形化编程方式简单易懂加上美观的图形容易吸引儿童注意力 比起文本编程的方式更容易被儿童接受这更能够激发他们学习编程的热情为将来学习更复杂的编程知识打下坚实基础[1] 而在工业领域广泛应用于系统早期开发仿真。一个图形化编程工具促进了开发与执行的结合用户通过图形化编程软件搭建

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北京理工大学珠海学院2020届本科生毕业设计

仿真模型在前期设计中发现潜在问题并验证设计的可行性[2] 缩短时间和成本。随着应用领域的不断扩大 图形化编程的应用前景将越来越广阔。

随着人工智能逐渐地应用到机器人 AI可以赋予机器人学习与感知、语言理解和逻辑推理等能力使得机器人可以解决更复杂的问题这对于学习AI的重要性逐渐突显出来。 目前的机器人教学产品几乎不是人为智能的没有AI硬件的支持功能相当有限对处理视频和音频等信息量较大的数据有局限性。 AI允许机器人执行更高级复杂的任务但作为一项高门槛的技术且学习成本昂贵而无法普及。因此在这种背景下研究出一款基于AI硬件、方便实用、功能丰富、价格低廉适用不同人群教学和开发使用的机器人不仅推动人工智能与机器人技术的普及 同时顺应新时代的人才培养需求。

1.2图形化编程机器人的国内外现状

随着图形化编程技术的发展逐渐地被应用在机器人领域 国内外已有多款图形化编程机器人产品如丹麦的乐高机器人、韩国的ROBOROBO、德国的慧鱼、美国的RB5X机器人以及国内的广茂达能力风暴机器人、 中鸣机器人、南京紫光机器人等等。主要代表产品如图1.2所示。

a乐高机器人 b广茂达能力风暴

图1.2图形化编程机器人产品

下面对主要的图形化编程机器人产品分析优缺点。如表1.1所示。

乐高机器人作为目前国际上最受欢迎的机器人平台之一 图形编程系统成熟非常适合用于机器人控制该系统可以实现许多逻辑上复杂且用途广泛的机器人控制但在编程中不支持多线程同步。它的主要缺点是不够开放产品完全封装并且其价格高昂。

慧鱼机器人模型与现实中使用的机械模型比较接近其组合模型拥有良好的拓展性 以“六面可拼接体”的拼接方式可以通过各种零件组合出各式各样的机器模

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型熟悉掌握各类机器人、 自动化设备等工作原理。该模型的编程环境不够人性化而且昂贵的价格也限制了其推广程度开放性低。

广茂达的能力风暴机器人拥有较为简便的图形化软件开发界面模块丰富且种类齐全但是结构件及接口封闭以及性能存在局限性。

中鸣机器人开发平台采用基于s crat c h2的图形化编程软件编程风格简洁产品类型丰富与比赛教学结合但是其产品技术和性能上有一定的局限性平台不开放而且零件不具备通用性[3] 。

表1.1图形化编程机器人产品

目前图形化编程机器人迅速发展有不少产品可以选择但这些也存在着问题

(1)机器人构造复杂许多产品的零件数量达几十至上百这对用户的想象力和空

间思维能力要求较高通常进行组装和拼接需要花费很长时间。

(2)现有的图形编程系统子系统之间的耦合度很高不利于修改和改进缺乏跨平

台以及对拓展编程组件的支持。

(3)产品开放性低大多数机器人产品形式单一只能通过说明书等资料学习和搭

建固定的一些形态不能进行二次开发这不利于用户的发散思维和创新。

(4)各种图形编程系统缺乏统一性。对于不同的系统实现有不同的语法定义。 目

前每个制造商都有自己的图形编程语言但是还没有形成相对成熟的规范。

1.3研究意义

通过对当前热门的图形化编程机器人产品及开发平台的研究各平台虽然都比较成熟但仍然存在局限性大多数产品缺乏规范性 品牌繁杂且自成体系。有的产品出于保护对某些模块完全封装 降低了开放性导致用户无法根据自己的需求在产品基础上二次开发 降低了拓展性还有的设计体型又大又重、结构模型复杂组装麻烦不适合低年龄段的用户。大部分平台只有单用户程序不能根据现场环境选择不同的用户程序来完成特定任务。

为满足不同用户的需求机器人软硬件系统需功能强大、拓展性高 目前普遍存在价格昂贵、通用性不高、与教学结合性较差等问题几乎没有对于人工智能的教学

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