机器人构建实战电子书

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第1篇 基础知识

第1章 绪论

1.1 机器人的产生与发展

1.1.1 古代机器人技术的萌芽

1.1.2 近代机器人技术的发展

1.1.3 现代机器人技术的发展

1.2 机器人的定义

1.3 机器人系统的组成

1.3.1 控制部分

1.3.2 感知部分

1.3.3 执行部分

1.4 典型机器人

1.4.1 工业机器人

1.4.2 智能汽车

1.4.3 仿人机器人

1.4.4 仿生机器人

1.4.5 军事机器人

1.4.6 空间探测器

1.4.7 深海探测器

1.5 机器人组织及竞赛

1.5.1 RoboCup

1.5.2 FIRA组织及其竞赛

1.5.3 亚太大学生机器人大赛

1.5.4 飞思卡尔杯智能车竞赛

第2章 CDS5516数字舵机调试与参数设置

2.1 舵机的基础知识

2.1.1 舵机及其工作原理

2.1.2 舵机的主要参数

2.1.3 数字舵机

2.1.4 博创CDS5516数字舵机

2.2 利用舵机专用测试软件测试舵机及进行参数设置

2.2.1 UP-Debugger多功能调试器的驱动安装

2.2.2 UP-Debugger多功能调试器的连接

2.2.3 利用Robot Servo Terminal检测舵机及ID修改

2.2.4 舵机的完整测试过程

第3章 图形化软件的使用

3.1 LUBY控制器简介

3.1.1 LUBY控制器的特点

3.1.2 LUBY控制器接口

3.2 工程新建、保存、打开与关闭

3.2.1 新建工程

3.2.2 保存、打开与关闭工程

3.3 图形化编程界面说明

3.4 本节所使用控件的说明

3.5 图形化编程

3.6 程序编译与下载

3.7 利用代码窗口进行程序编辑

3.8 利用MDK-ARM进行程序编辑

第2篇 避障机器人

第4章 避障机器人项目说明

4.1 项目来源

4.2 项目要求

4.3 项目分析与任务分解

4.3.1 项目流程与功能分析

4.3.2 技术提取与任务分解

第5章 轮式机器人直线运动控制

5.1 基础知识

5.1.1 电源

5.1.2 微型直流电机

5.2 四轮驱动机器人的搭建

5.3 Mservo舵机控件的使用

5.4 图形化程序设计

5.4.1 程序编写前的准备

5.4.2 图形化程序的编写

5.5 C语言程序设计

5.6 运行及调试

第6章 轮式机器人运动轨迹控制

6.1 轨迹运动的原理及计算

6.1.1 直线运动

6.1.2 曲线运动

6.1.3 左右转向与原地转向

6.2 四轮驱动机器人的搭建

6.3 Var变量定义控件的使用

6.4 图形化程序设计

6.5 C语言程序设计

6.6 运行及调试

第7章 简易扫描跟踪平台

7.1 光电传感器

7.2 光电传感器的使用

7.2.1 光电传感器的感应距离与连接

7.2.2 光电传感器的调试

7.3 简易扫描跟踪平台的搭建

7.4 关系与逻辑运算符及其表达式

7.5 控件的使用

7.5.1 IOinput数字输入控件的使用

7.5.2 IF选择控件组的使用

7.5.3 While循环控件组的使用

7.6 图形化程序设计

7.6.1 IF选择控件的简单应用

7.6.2 本章图形化程序的设计

7.7 C语言程序设计

第8章 避障机器人的设计与制作

8.1 示例项目说明

8.2 避障机器人的搭建

8.3 避障原理

8.4 图形化程序设计

8.5 C语言程序设计

第3篇 除障机器人

第9章 除障机器人项目说明

9.1 项目来源

9.2 项目要求

9.3 项目分析与任务分解

9.3.1 项目流程与功能分析

9.3.2 技术提取与任务分解

第10章 多关节机械手的运动控制

10.1 工业机器人常用坐标系

10.2 多关节机械手的搭建

10.3 运行流程及目标点点数据获取

10.4 机械手目标点位置的获取

10.5 多关节机械手的图形化程序设计

10.6 C语言程序设计

第11章 基于红外测距的跟随小车

11.1 红外测距传感器测距原理

11.2 模拟传感器与AnoInput模拟输入控件的使用

11.2.1 模拟传感器的采集与量化

11.2.2 模拟传感器的连接与控件设置

11.3 简易扫描跟踪平台的搭建

11.4 图形化程序设计

11.5 C语言程序设计

第12章 简易雷达扫描平台

12.1 简单雷达扫描机构的搭建

12.2 控件的使用

12.2.1 舵机控件的使用（舵机模式）

12.2.2 Calculate运算控件的使用

12.3 图形化程序设计

12.4 C语言程序设计

第13章 搬运机器人的设计与制作

13.1 搬运机器人的搭建

13.2 搬运机器人的工作流程

13.3 图形化程序设计

13.4 C语言程序设计

13.5 运行流程图示

第14章 除障机器人的设计与制作

14.1 示例项目说明

14.2 避障机器人的搭建

14.3 除障原理与处理流程

14.4 图形化程序设计

14.5 C语言程序设计

14.6 运行流程图示

第4篇 全向运动机器人

第15章 基于视觉跟随的机器人项目说明

15.1 项目来源

15.2 项目要求

15.3 项目分析与任务分解

15.3.1 项目流程分析

15.3.2 项目系统结构

15.3.3 项目实现所需的主要技术

15.3.4 任务分解

第16章 三轮全向运动平台搭建及方向控制

16.1 全向运动及其机构简介

16.2 三轮全向运动控制原理

16.2.1 平移时的轮速分析

16.2.2 自转时的轮速分析

16.3 全向运动平台搭建

16.4 图形化程序设计

16.5 C语言程序设计

第17章 四轮全向运动平台轨迹控制

17.1 四轮全向运动方向控制原理

17.1.1 平移时的轮速分析

17.1.2 自转时的轮速分析

17.2 四轮全向运动平台搭建

17.3 图形化程序设计

17.4 C语言程序设计

第18章 Woody的视觉识别使用

18.1 计算机视觉基础

18.1.1 数字图像

18.1.2 数字图像的分类

18.1.3 颜色空间

18.1.4 阈值分割

18.2 Woody的硬件连接与启动

18.3 Woody控制器的网络设置

18.3.1 利用WoodySettings软件进行网络设置

18.3.2 手动进行网络设置

18.4 图像捕捉设置

18.5 图像捕捉与颜色识别测试

18.6 颜色阈值设置原则

第19章 基于视觉的目标跟随平台

19.1 基于视觉的目标跟随平台搭建

19.2 视觉相关控件的使用

19.2.1 Wsettings设置控件

19.2.2 Wimage图像捕捉控件

19.3 图形化程序设计

19.3.1 控制原理

19.3.2 图形化程序

19.4 C语言程序设计

第20章 简易视觉云台及在目标定位中的应用

20.1 视觉云台简介

20.2 基于视觉的目标定位原理

20.3 简易二自由度视觉云台的搭建

20.4 控制原理

20.5 图形化程序设计

20.6 C语言程序设计

第21章 全向运动机器人的设计与制作

21.1 示例项目说明

21.2 全向运动机器人的搭建

21.3 控制原理

21.3.1 控制原理全向机器人运行流程

21.3.2 轮速计算（C语言）

21.3.3 轮速计算（图形化）

21.4 图形化程序设计

21.5 C语言程序设计

第5篇 综合项目

第22章 四足爬行机器人

22.1 四足爬行机器人的搭建

22.2 控制原理

22.3 图形化程序设计

22.4 运行效果

第23章 双足步行机器人

23.1 双足机器人的搭建

23.2 控制流程

23.3 图形化程序设计

23.4 运行效果

第24章 循迹机器人

24.1 灰度传感器简介

24.2 寻迹模块

24.3 机器人跟随原理

24.4 路径跟随机器人的搭建

24.5 图形化程序设计

第25章 语音控制机器人

25.1 语音控制机器人的搭建

25.2 控制流程

25.3 Woody设置

25.3.1 语音识别

25.3.2 语音播放

25.4 图形化程序设计

第26章 出入控制系统

26.1 机器人及门控的搭建

26.2 控制流程

26.3 条码或二维码识别测试

26.4 图形化程序设计

26.5 运行效果

第6篇 基于创意之星平台的实现

第27章 控制器与NorthStar图形化软件

27.1 MultiFLEX™2-AVR控制器

27.1.1 功能概述

27.1.2 外部接口及电气规范

27.1.3 电池和直流电源

27.2 NorthStar工程建立及修改

27.2.1 工程的建立

27.2.2 工程的修改

27.3 NorthStar控件使用说明

27.3.1 控件的连接与断开

27.3.2 主要控件的设置

27.3.3 程序编译和下载

27.4 舵机与传感器的调试

27.4.1 利用菜单选项对舵机进行测试

27.4.2 利用舵机控件对舵机进行测试

27.4.3 利用菜单选项对传感器进行测试

27.4.4 利用控件对传感器进行测试

27.5 关于直接C语言开发

第28章 避障机器人的实现

28.1 轮式小车直行运动控制

28.2 轮式机器人运动轨迹控制

28.3 简易扫描跟踪平台

28.4 避障机器人

第29章 除障机器人的实现

29.1 多关节机械手运动控制

29.2 基于红外测距的跟随小车

29.3 简易雷达扫描平台

29.4 搬运机器人

29.5 除障机器人

第30章 其他类型机器人的实现

30.1 三轮全向运动平台轨迹控制

30.2 四轮全向运动平台轨迹控制

30.3 四足爬行机器人

30.4 双足步行机器人

30.5 循迹机器人