人工智慧環境下,談談Python與機器人技術

人工智能環境下,談談Python與機器人技術

大家理想中的機器人是這樣的,來自三部電影的大反派。下圖:

人工智能環境下,談談Python與機器人技術

而現實是殘酷的,左圖是4年前做的第二個智能小車。如果你認為這個已經很爛了。那麼有如愛因斯坦的小板凳一樣,我還做過更爛的,比如右圖這個是我做的第一個智能小車。下圖:

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前面開開玩笑,現實也並不總是如此殘酷。此圖為我做的幾種四軸飛行器。做下是第一個,三年多了居然還能飛。因此談起航空界的一個話題:好的降落是無人傷亡的降落,而完美的降落是飛機還能起飛的降落。右圖是我做得第三架。因此談起航模界的一大迷信,就是首飛前不要拍照,否則就是遺照。可惜我做的第二架首飛炸機,連個遺照都沒留下。左上是我做的第四架,配置略高,未來將用於deepglint的無人機平臺。

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談談正事,Python如何與機器人結合。機器人的感知非常重要,並因此影響了機器人的發展。而視覺的信息量很大,是個重要方向。與Python結合的機器人視覺,有關的:

1. PyGame可以用於讀取攝像頭的圖像

2. PIL可以讀寫圖片和處理圖片,Pythoner是很幸運的,PIL使得很多常見工作無需引用OpenCV

3. OpenCV用於讀寫圖像/視頻,以及集成了多種視頻處理算法,包括高級一些的人臉識別以及視差合成

4. OpenNI用於讀取PrimeSense傳感器的圖像,可以直接拿到深度數據

5. v4l2可以在Linux下控制攝像頭非常精確的功能,如曝光、白平衡等

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將處理的結果,變為現實世界中實際的動作。

1. wave可以將讀寫聲音文件,將信息編碼為聲音後,可以使得很多設備能收發控制信號

2. PWM:脈衝寬度調製,對舵機控制、電機調速很重要

3. Servo:舵機,很常用的執行機構

4. Arduino:可以自己用Arduino搭建電腦到現實世界的接口

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所有系統都會耗費不少調試時間,更好的調試就帶來更高的效率。

1. PySerial:串口是電子設備最簡單的接口,用PySerial可以讓Python直接通過串口通信

2. Python C API control GPIO:可以在特定平臺讓Python直接控制GPIO來調試,控制LED和讀取按鍵等

3. Automated Testing:自動化測試可以極大的提高效率,而這正是Python的強項

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很多處理數據工作都需要極高的性能。所以一些高性能運算的思路:

1. NumPy:可以輕鬆的調用多種科學計算函數,並且效率上絲毫不會降低

2. PyCUDA:可以使用NumPy的數組以及Python來容易的使用CUDA,而核函數就是CUDA的,不會損耗性能和移植性

3. TK1:一種nVidia推出的開發板,可以在嵌入式平臺上使用192個CUDA核心

4. Parallella:嵌入式超級計算機

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1. 傳感器網絡:機器人上會配備很多種傳感器,而通過Python將這些傳感器配置成一些網絡服務會使得系統更加靈活

2. ROS是機器人操作系統,未來很有潛力的機器人開發平臺,運行於Linux上,提供的官方語言支持就只有C++和Python,成熟度很好

3. Python作為膠水,結合ZeroMQ等,使得機器人系統變得更加靈活可用

4. Python作為集群的底層,使用twisted、gevent等,使得機器人系統可以與外部靈活的通信

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立體視覺與深度信息是deepglint創業的核心思路。這個思路使得計算機視覺變得容易了許多。

右上為MultiView攝像機,由兩個攝像機的視差形成立體視覺,原理與人眼相同。這個結構是用於安裝在deepglint自動駕駛汽車上的。

PrimeSense是與kinect為同一製造商的深度攝像頭,使用簡單方便。右下圖就是。

右下圖底下是樂高積木,便於搭建各種簡單的機械結構,加速機器人開發。圖中安裝了TK1。

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deepglint開發中的各種機器人。

左圖是室內巡邏機器人,未來會實現危險場景巡防,以及自動駕駛原型。

右上為deepglint自動駕駛原型車,改裝中。

右下為改裝前,車子太好玩,可以經常帶大家去公園,而耽誤了改車。

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