书籍详情
智能机器人开发入门指南
作者：[美] 杰夫·奇科拉尼（Jeff Cicolani） 著，谢永兴 译
出版社：机械工业出版社
出版时间：2021-09-01
ISBN：9787111683643
定价：¥79.00
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内容简介
本书带你入门学习如何使用树莓派与Arduino构建一个具有高级功能的机器人。本书将一步步地讲授构建机器人的过程，你将学到如何利用树莓派提供的强大计算能力，如何利用Arduino与传感器和电动机进行更好的交互，并利用这些优点来构建机器人硬件系统。同时学会Python编程基础知识，并利用其进行更强大的智能功能开发。然后通过使用OpenCV和USB网络摄像头，你将制造一个可以追逐球的机器人。 本书适合开始探索机器人领域的创客、爱好者和学生阅读。本书将帮助你快速入门智能机器人的设计、构建与开发，掌握相关的硬件设计搭建与软件编程开发能力，让你带着乐趣逐步探索机器人世界。
作者简介
关于作者 Jeff Cicolani The Robot Group公司总裁，致力于通过机器人技术来促进STEAM教育。他曾担任多家500强公司的系统分析师、开发人员和项目经理。之后凭借创客技能、对技术的敏锐度和对机器人的热情，投身机器人事业，目前，他正致力于通过机器人操作系统（ROS）和机器学习来更好地实现高级机器人技术。 关于译者 谢永兴 控制科学与工程硕士，现为系统工程师，从事软件开发工作。网名永不止步（微信号iShare_123），致力于成为一名终身学习者！熟练掌握JavaScript、Python、AutoHotkey等编程语言，熟悉创客技术，善于运用发散性思维解决实际问题，研究生期间通过阅读大量外文文献形成了较强的英语阅读和理解能力，完成多门Lynda.com课程学习，从事过相关专业资料的翻译工作。
目录
原书前言
关于作者
关于技术审校者
第1章 机器人学导论 1
1.1 机器人学基础 1
1.1.1 Linux操作系统和机器人学 2
1.1.2 传感器和GPIO 3
1.1.3 运动和控制 3
1.2 树莓派和Arduino 4
1.3 项目概览 5
1.3.1 机器人 5
1.3.2 物料清单 5
1.4 小结 10
第2章 树莓派简介 11
2.1 下载并安装Raspbian 11
2.1.1 附带OpenCV的Raspbian 12
2.1.2 “困难”方法 12
2.1.3 “简单”方法 14
2.2 连接树莓派 15
2.3 配置树莓派 16
2.3.1 使用raspi-config 16
2.3.2 用户 21
2.3.3 连接到无线网络 22
2.4 转入无头模式 22
2.4.1 远程访问 23
2.5 小结 27
第3章 Python入门教程 28
3.1 Python概述 29
3.2 下载并安装Python 29
3.3 Python工具 30
3.3.1 Pythonshell 30
3.3.2 Python编辑器 31
3.3.3 Python之禅 33
3.4 编写和运行Python程序 34
3.4.1 HelloWorld 34
3.4.2 基本结构 34
3.4.3 运行程序 36
3.5 Python编程 36
3.5.1 变量 37
3.5.2 数据类型 37
3.5.3 关于变量的最后一个提示 45
3.5.4 控制结构 45
3.5.5 函数 49
3.5.6 通过模块添加功能 51
3.5.7 类 55
3.5.8 样式 61
3.6 小结 62
第4章 树莓派GPIO 63
4.1 树莓派GPIO介绍 63
4.1.1 引脚编号 64
4.1.2 连接到树莓派 65
4.1.3 树莓派GPIO的局限性 66
4.1.4 使用Python访问GPIO 66
4.1.5 简单输出 67
4.1.6 简单输入 71
4.2 小结 78
第5章 树莓派和Arduino 79
5.1 树莓派GPIO回顾 79
5.1.1 实时或近实时处理 80
5.1.2 模拟输入 80
5.1.3 模拟输出 80
5.2 Arduino来救场 81
5.3 使用Arduino 82
5.3.1 安装Arduino IDE 82
5.3.2 连接Arduino 83
5.3.3 Arduino编程 84
5.3.4 草图 88
5.4 Arduino编程语言 91
5.4.1 包含其他文件 92
5.4.2 变量和数据类型 92
5.4.3 控制结构 95
5.4.4 使用引脚 100
5.4.5 对象和类 103
5.4.6 串口 103
5.4.7 Arduino和树莓派相互通信 105
5.5 Pinguino 112
5.5.1 设置电路 112
5.6 小结 115
第6章 驱动电动机 116
6.1 电动机和控制器 116
6.1.1 电动机类型 117
6.1.2 电动机特性 118
6.1.3 电动机控制器 119
6.2 使用电动机控制器 120
6.2.1 Adafruit直流和步进电动机控制器HAT 120
6.2.2 L298N通用电动机控制器 134
6.3 小结 141
第7章 组装机器人 143
7.1 组装底盘 143
7.1.1 选择材质 144
7.1.2 Whippersnapper 144
7.2 安装电子设备 147
7.3 布线 151
7.4 安装传感器 153
7.5 成品机器人 155
7.5.1 让机器人动起来 155
7.6 小结 164
第8章 红外传感器 165
8.1 红外传感器介绍 165
8.1.1 红外传感器的类型 165
8.2 使用红外传感器 168
8.2.1 连接红外传感器 168
8.2.2 安装红外传感器 170
8.2.3 代码 171
8.3 了解PID控制 178
8.3.1 闭环控制 179
8.3.2 PID控制器的实现 180
8.4 小结 183
第9章 OpenCV 184
9.1 计算机视觉 184
9.1.1 OpenCV介绍 185
9.1.2 选择摄像头 187
9.1.3 安装摄像头 188
9.2 OpenCV基础知识 189
9.2.1 处理图像 190
9.2.2 图像采集 190
9.2.3 图像变换 196
9.2.4 处理颜色 198
9.2.5 斑点和斑点检测 201
9.3 追球机器人 206
9.4 小结 212
第10章 总结 214
10.1 机器人的类型 214
10.2 工具 215
10.2.1 软件 215
10.2.2 硬件 219
10.3 小结 221
关于作者
关于技术审校者
第1章 机器人学导论 1
1.1 机器人学基础 1
1.1.1 Linux操作系统和机器人学 2
1.1.2 传感器和GPIO 3
1.1.3 运动和控制 3
1.2 树莓派和Arduino 4
1.3 项目概览 5
1.3.1 机器人 5
1.3.2 物料清单 5
1.4 小结 10
第2章 树莓派简介 11
2.1 下载并安装Raspbian 11
2.1.1 附带OpenCV的Raspbian 12
2.1.2 “困难”方法 12
2.1.3 “简单”方法 14
2.2 连接树莓派 15
2.3 配置树莓派 16
2.3.1 使用raspi-config 16
2.3.2 用户 21
2.3.3 连接到无线网络 22
2.4 转入无头模式 22
2.4.1 远程访问 23
2.5 小结 27
第3章 Python入门教程 28
3.1 Python概述 29
3.2 下载并安装Python 29
3.3 Python工具 30
3.3.1 Pythonshell 30
3.3.2 Python编辑器 31
3.3.3 Python之禅 33
3.4 编写和运行Python程序 34
3.4.1 HelloWorld 34
3.4.2 基本结构 34
3.4.3 运行程序 36
3.5 Python编程 36
3.5.1 变量 37
3.5.2 数据类型 37
3.5.3 关于变量的最后一个提示 45
3.5.4 控制结构 45
3.5.5 函数 49
3.5.6 通过模块添加功能 51
3.5.7 类 55
3.5.8 样式 61
3.6 小结 62
第4章 树莓派GPIO 63
4.1 树莓派GPIO介绍 63
4.1.1 引脚编号 64
4.1.2 连接到树莓派 65
4.1.3 树莓派GPIO的局限性 66
4.1.4 使用Python访问GPIO 66
4.1.5 简单输出 67
4.1.6 简单输入 71
4.2 小结 78
第5章 树莓派和Arduino 79
5.1 树莓派GPIO回顾 79
5.1.1 实时或近实时处理 80
5.1.2 模拟输入 80
5.1.3 模拟输出 80
5.2 Arduino来救场 81
5.3 使用Arduino 82
5.3.1 安装Arduino IDE 82
5.3.2 连接Arduino 83
5.3.3 Arduino编程 84
5.3.4 草图 88
5.4 Arduino编程语言 91
5.4.1 包含其他文件 92
5.4.2 变量和数据类型 92
5.4.3 控制结构 95
5.4.4 使用引脚 100
5.4.5 对象和类 103
5.4.6 串口 103
5.4.7 Arduino和树莓派相互通信 105
5.5 Pinguino 112
5.5.1 设置电路 112
5.6 小结 115
第6章 驱动电动机 116
6.1 电动机和控制器 116
6.1.1 电动机类型 117
6.1.2 电动机特性 118
6.1.3 电动机控制器 119
6.2 使用电动机控制器 120
6.2.1 Adafruit直流和步进电动机控制器HAT 120
6.2.2 L298N通用电动机控制器 134
6.3 小结 141
第7章 组装机器人 143
7.1 组装底盘 143
7.1.1 选择材质 144
7.1.2 Whippersnapper 144
7.2 安装电子设备 147
7.3 布线 151
7.4 安装传感器 153
7.5 成品机器人 155
7.5.1 让机器人动起来 155
7.6 小结 164
第8章 红外传感器 165
8.1 红外传感器介绍 165
8.1.1 红外传感器的类型 165
8.2 使用红外传感器 168
8.2.1 连接红外传感器 168
8.2.2 安装红外传感器 170
8.2.3 代码 171
8.3 了解PID控制 178
8.3.1 闭环控制 179
8.3.2 PID控制器的实现 180
8.4 小结 183
第9章 OpenCV 184
9.1 计算机视觉 184
9.1.1 OpenCV介绍 185
9.1.2 选择摄像头 187
9.1.3 安装摄像头 188
9.2 OpenCV基础知识 189
9.2.1 处理图像 190
9.2.2 图像采集 190
9.2.3 图像变换 196
9.2.4 处理颜色 198
9.2.5 斑点和斑点检测 201
9.3 追球机器人 206
9.4 小结 212
第10章 总结 214
10.1 机器人的类型 214
10.2 工具 215
10.2.1 软件 215
10.2.2 硬件 219
10.3 小结 221
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