本書以一位受困于荒島的年輕人的視角帶領(lǐng)讀者進(jìn)行一場(chǎng)冒險(xiǎn)。他必須尋找到一種給機(jī)器人編程的方法才能得以逃離。本書作為一本控制自主機(jī)器人編程指南，介紹了編程機(jī)器人傳感器、電動(dòng)機(jī)以及將想法轉(zhuǎn)換為機(jī)器人可以自主執(zhí)行任務(wù)的實(shí)際方法和技術(shù)。對(duì)于硬、制造商、DIY項(xiàng)目，這些技術(shù)可以用于當(dāng)今經(jīng)驗(yàn)豐富的機(jī)器人微控制器(ARM9和ARM7)和機(jī)器人平臺(tái)(包括廣泛流行的低成本Arduino平臺(tái)，LEGOMindstormsEV3、NXT，以及WoweeRSMedia機(jī)器人)。
Contents 目 錄
譯者序
前言
致謝
第1章 究竟什么是機(jī)器人 1
1.1 定義機(jī)器人的7個(gè)標(biāo)準(zhǔn) 1
1.1.1標(biāo)準(zhǔn)1：感知環(huán)境 2
1.1.2標(biāo)準(zhǔn)2：可編程的動(dòng)作和行為 2
1.1.3標(biāo)準(zhǔn)3：改變環(huán)境、與環(huán)境交互或作用于環(huán)境 2
1.1.4 標(biāo)準(zhǔn)4：具備電源 2
1.1.5標(biāo)準(zhǔn)5：適用于表示指令和數(shù)據(jù)的語(yǔ)言 3
1.1.6標(biāo)準(zhǔn)6：無(wú)需外部干預(yù)的自主性 3
1.1.7標(biāo)準(zhǔn)7：一個(gè)沒有生命的機(jī)器 4
1.1.8 機(jī)器人分類 4
1.1.9 傳感器 6
1.1.10 執(zhí)行器 7
1.1.11 末端作用器 8
1.1.12 控制器 8
1.1.13 機(jī)器人所在的場(chǎng)景 12
1.2 給機(jī)器人指令 14
1.2.1每個(gè)機(jī)器人都有一種語(yǔ)言 14
1.2.2 遷就機(jī)器人的語(yǔ)言 16
1.2.3在可視化編程環(huán)境中表示機(jī)器人場(chǎng)景 18
1.2.4 Midamba的困境 18
1.3 下文預(yù)告 20
第2章 機(jī)器人詞匯 21
2.1 為什么需要更多努力 22
2.2 確定動(dòng)作 25
2.3 自主機(jī)器人的ROLL模型 26
2.3.1 機(jī)器人的能力 27
2.3.2場(chǎng)景和態(tài)勢(shì)中的機(jī)器人角色 28
2.4 下文預(yù)告 30
第3章 機(jī)器人場(chǎng)景圖形規(guī)劃 31
3.1 建立場(chǎng)景地圖 31
3.1.1 創(chuàng)建平面圖 32
3.1.2 機(jī)器人的世界 34
3.1.3 RSVP READ設(shè)置 36
3.2 偽代碼和繪制RSVP流程圖 38
3.2.1 控制流程和控制結(jié)構(gòu) 39
3.2.2 子程序 43
3.3 目標(biāo)和機(jī)器人狀態(tài)圖 46
3.4 下文預(yù)告 50
第4章 檢驗(yàn)機(jī)器人的實(shí)際能力 51
4.1 微控制器的實(shí)際檢驗(yàn) 53
4.2 傳感器的實(shí)際檢驗(yàn) 56
4.3 執(zhí)行器和末端作用器的檢驗(yàn) 60
4.4 REQUIRE機(jī)器人效能 62
4.5 下文預(yù)告 64
第5章 詳解傳感器 65
5.1 傳感器感知 66
5.1.1 模擬和數(shù)字傳感器 68
5.1.2 讀取模擬和數(shù)字信號(hào) 69
5.1.3 傳感器輸出 71
5.1.4 讀數(shù)存儲(chǔ) 72
5.1.5 有源和無(wú)源傳感器 72
5.1.6 傳感器與微控制器的連接 74
5.1.7 傳感器屬性 77
5.1.8 范圍和分辨率 78
5.1.9 精度和度 78
5.1.10 線性度 79
5.1.11 傳感器校準(zhǔn) 80
5.1.12 傳感器相關(guān)問題 81
5.1.13 終端用戶校準(zhǔn)過程 81
5.1.14 校準(zhǔn)方法 82
5.2 下文預(yù)告 83
第6章 通過編程控制機(jī)器人的傳感器 84
6.1 使用顏色傳感器 84
6.1.1 顏色傳感器模式 86
6.1.2 探測(cè)距離 87
6.1.3 機(jī)器人環(huán)境的照明 87
6.1.4 校準(zhǔn)顏色傳感器 88
6.1.5 編程顏色傳感器 89
6.2用于檢測(cè)和跟蹤顏色目標(biāo)的數(shù)碼相機(jī) 92
6.3 利用RS Media跟蹤顏色目標(biāo) 92
6.4使用Pixy Vision傳感器跟蹤顏色目標(biāo) 95
6.4.1 訓(xùn)練Pixy以檢測(cè)目標(biāo) 96
6.4.2 編程Pixy 98
6.4.3 詳解屬性 101
6.5 超聲波傳感器 101
6.5.1超聲波傳感器的局限性和性 102
6.5.2 超聲波傳感器的模式 106
6.5.3 采樣讀數(shù) 106
6.5.4 傳感器讀數(shù)的數(shù)據(jù)類型 107
6.5.5 校準(zhǔn)超聲波傳感器 107
6.5.6 編程超聲波傳感器 108
6.6 羅盤傳感器計(jì)算機(jī)器人的航向 117
6.7 下文預(yù)告 121
第7章 電動(dòng)機(jī)和伺服機(jī)構(gòu)編程 122
7.1 執(zhí)行器是輸出轉(zhuǎn)換器 122
7.1.1 電動(dòng)機(jī)特性 123
7.1.2 電壓 123
7.1.3 電流 123
7.1.4 轉(zhuǎn)速 123
7.1.5 扭矩 123
7.1.6 電阻 123
7.2 不同類型的直流電動(dòng)機(jī) 124
7.2.1 直流電動(dòng)機(jī) 124
7.2.2 轉(zhuǎn)速和扭矩 126
7.2.3 齒輪電動(dòng)機(jī) 127
7.3電動(dòng)機(jī)配置：直接和間接動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng) 134
7.4 室內(nèi)和室外機(jī)器人的地形挑戰(zhàn) 134
7.4.1 應(yīng)對(duì)地形挑戰(zhàn) 135
7.4.2機(jī)器人手臂和末端作用器的扭矩挑戰(zhàn) 138
7.4.3 計(jì)算扭矩和轉(zhuǎn)速需求 138
7.4.4 電動(dòng)機(jī)和REQUIRE 139
7.5 通過編程使機(jī)器人移動(dòng) 140
7.5.1一個(gè)電動(dòng)機(jī)，還是兩個(gè)、三個(gè)、更多個(gè)電動(dòng)機(jī) 140
7.5.2 執(zhí)行動(dòng)作 140
7.5.3 編程動(dòng)作 141
7.5.4通過編程使電動(dòng)機(jī)移動(dòng)到指定位置 145
7.5.5使用Arduino實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)編程 151
7.6 機(jī)器人手臂和末端作用器 154
7.6.1 不同類型的機(jī)器人手臂 154
7.6.2 機(jī)器人手臂的扭矩 155
7.6.3 不同類型的末端作用器 157
7.6.4 為機(jī)器人的手臂進(jìn)行編程 159
7.6.5 計(jì)算運(yùn)動(dòng)學(xué) 163
7.7 下文預(yù)告 166
第8章 開始自主：構(gòu)建機(jī)器人所對(duì)應(yīng)的軟件機(jī)器人 167
8.1 初探軟件機(jī)器人 169
8.1.1 部件部分 171
8.1.2 動(dòng)作部分 171
8.1.3 任務(wù)部分 171
8.1.4 場(chǎng)景(態(tài)勢(shì))部分 171
8.2機(jī)器人的ROLL模型和軟件機(jī)器人框架 172
8.2.1BURT把軟件機(jī)器人框架轉(zhuǎn)換為類 173
8.2.2及時(shí)次實(shí)現(xiàn)自主機(jī)器人程序設(shè)計(jì) 184
8.3 下文預(yù)告 185
第9章 機(jī)器人SPACES 186
9.1 機(jī)器人需要自身的SPACES 187
9.1.1 擴(kuò)展的機(jī)器人場(chǎng)景 187
9.1.2 REQUIRE檢查表 188
9.1.3前提或后置條件不滿足時(shí)會(huì)發(fā)生的情況 190
9.1.4前提或后置條件不滿足時(shí)的行動(dòng)選擇 191
9.2 詳解機(jī)器人初始化后置條件 192
9.2.1啟動(dòng)前提條件和后置條件 194
9.2.2編碼前提條件和后置條件 195
9.2.3 前提和后置條件的出處 200
9.3 SPACES檢查和RSVP狀態(tài)圖 204
9.4 下文預(yù)告 206
第10章 自主機(jī)器人需要STORIES 207
10.1 不只是動(dòng)作 208
10.1.1 Birthday Robot Take 2 208
10.1.2 機(jī)器人STORIES
