自律型机器人制作入门-基于Arduino-(含光盘)

内容简介

《自律型机器人制作入门——基于Arduino》基于开源硬件思想，公开各个结构件的外观尺寸，控制板基于开源硬件领域内广泛使用的Arduino，采用在Arduino之上又封装了一层硬件接口的Dreamer，使得硬件模块的连接更加方便、简单。本书是关于Dreamer控制板的第一本书，内容循序渐进，图文并茂。从础的控制电机和舵机开始，详细介绍了简单自律机器人的制作方法，包括轮型机器人和关节型机器人两种类型。读者可以购买相应的套件组装，也可以自己动手制作。
本书适合所有想自己制作一个机器人的朋友，无论你在电子硬件方面是什么水平，只要动手跟着书中的内容一步一步进行，都能够完成一个简单的自律型机器人。随书光盘中包含了所有的程序代码。

目录

第1章了解机器人1
第2章机器人的运动8
2.1机器人运动的环境8
2.2机器人运动的方式9
2.3直流电机11
2.4舵机19
2.5小结24
第3章控制板的使用25
3.1开源硬件控制板25
3.2Dreamer的开发环境33
3.3程序的3种基本结构41
3.4C语言的标识符与关键字42
3.5控制语句46
3.6对象和类51
3.7图形化的编程工具Ardublock55
3.8Dreamer中直流电机的控制61
3.9Dreamer中舵机的控制72
3.9.3Servo类的使用74
第4章感知周围的环境76
4.1红外接近开关76
4.2红外测距传感器79
4.3寻线传感器83
4.4超声波测距传感器84
4.5环境光和声音传感器91
4.6加速度传感器93
4.7传感器认证101
4.8小结102
第5章轮型机器人底盘结构103
5.1直流电机与车轮103
5.2万向轮与电池盒105
5.3底盘制作106
5.4控制器的安装112
5.5轮型机器人的移动113
5.6利用舵机制作轮型机器人底盘116
第6章轮型机器人的行为121
第7章多足机器人结构147
第8章六足爬虫的行为164
第9章复合型轮型机器人183

摘要与插图

随着机器人研究的迅速发展，研究人员希望找到一种运动形式能够适应各种复杂的环境，于是许多的机器人研究转向了生物学，研究对象是动物在自然界生存状态下的行为特征。生物学家大部分研究工作是在野外自然环境中进行的，因为对于生物学家来说，一个生物本身与其所处的自然环境是密不可分的。机器人同样是在一个特定的环境中运行的，因此也应该到这个环境中寻找解决的办法。除此之外，至少还应进一步考虑希望机器人执行什么动作，想得越多越全面，那么离成功会越来越近。
　　2.1.1 机器人所处的环境
　　一般情况下，大部分的机器人都是基于室内环境而设计的，因为室内环境相对比较简单，大大降低了机器人的设计难度，比如迷宫中的墙壁、室内的箱子和比赛中的障碍物等。这些环境因素对机器人驱动装置设计的影响是固定的，无突发性的。再者就是室内的家具、人、宠物等典型的障碍物，以及门槛的高低、地毯的疏密、地板间的缝隙，甚至是地上的鞋子、儿童玩具等，这些障碍物对机器人设计的影响也是有限的。
　　室外环境相对于室内环境就复杂多了，除了要考虑机器人所执行任务时会遇到的特殊情况外，防尘防潮、气候影响及减振这几个方面也是不可忽视的。这些都会影响机器人的驱动装置，甚至影响控制板的正常工作。在室外环境中，工作的机器人可能不会知道自己将会遇到什么障碍，不能明确地知道自己当前的位置，并且随着自身的移动，这种不确定性会越来越严重。
　　以往的控制方式是通过解释环境中每个物体，建立环境模型，然后据此控制机器人执行相应的动作。这种方式效果很不好，由于每次执行动作之前需要进行大量的计算，使得机器人行动缓慢，反应迟钝。而机器人所处的环境在不断地变化，有时等到机器人执行完动作之后，外部的环境已经变得不符合执行动作的条件了。
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