自律型機器人製作入門：基於Arduino(附光碟)（簡體書）

《自律型機器人製作入門：基於Arduino》基於開源硬件思想，完全公開各個結構件的外觀尺寸，控制板基於開源硬件領域內廣泛使用的Arduino，採用在Arduino之上又封裝了一層硬件接口的Dreamer，使得硬件模塊的連接更加方便、簡單。《自律型機器人製作入門：基於Arduino》是關於Drearner控制板的第一本書，內容循序漸進，圖文並茂。從最基礎的控制電機和舵機開始，詳細介紹了簡單自律機器人的製作方法，包括輪型機器人和關節型機器人兩種類型。讀者可以購買相應的套件組裝，也可以自己動手製作。《自律型機器人製作入門：基於Arduino》適合所有想自己製作一個機器人的朋友，無論你在電子硬件方面是什麼水平，只要動手跟著書中的內容一步一步進行，都能夠完成一個簡單的自律型機器人。隨書光盤中包含了所有的程序代碼。

《自律型機器人制作入門:基于Arduino》適合所有想自己制作一個機器人的朋友，無論你在電子硬件方面是什么水平，只要動手跟著書中的內容一步一步進行，都能夠完成一個簡單的自律型機器人。隨書光盤中包含了所有的程序代碼。

第1章瞭解機器人1.1什麼是機器人1.1.1機器人名字的由來1.1.2廣義機器人的定義1.2機器人的種類1.2.1操作型機器人1.2.2程控型機器人1.2.3示教再現型機器人1.2.4感覺控制型機器人1.2.5學習控制型機器人1.2.6智能機器人1.3自律型移動機器人1.3.1感知1.3.2動作與結構1.3.3智能1.4小結第2章機器人的運動2.1機器人運動的環境2.1.1機器人所處的環境2.1.2開環控制與閉環控制2.2機器人運動的方式2.2.1機器人的尺寸和重量2.2.2車輪和履帶2.2.3關節型機器人2.3直流電機2.3.1直流電機的工作原理2.3.2直流電機的控制方式2.3.3直流電機的選擇2.3.4電機輸出軸2.3.5聯軸器的使用2.3.6直流電機的安裝2.4舵機2.4.1舵機的工作原理2.4.2舵機的控制方式2.4.3舵機的選擇與安裝2.4.4舵機的改裝2.5小結第3章控制板的使用3.1開源硬件控制板3.1.1什麼是開源硬件3.1.2Arduino是什麼3.1.3控制板Dreamer3.1.4Dreamer的外形尺寸3.1.5Dreamer的原理圖3.1.6Dreamer的硬件接口3.2Dreamer的開發環境3.2.1新硬件的添加3.2.2開發環境的設置3.2.3開發環境的應用3.3程序的3種基本結構3.4C語言的標識符與關鍵字3.5控制語句3.5.1if語句3.5.2switch語句3.5.3while語句3.5.4do-while語句3.5.5for語句3.5.6break語句3.5.7continue語句3.5.8goto語句3.6對象和類3.6.1類的定義3.6.2對象的創建及成員函數的調用3.6.3對象的初始化和構造函數……第4章感知周圍的環境第5章輪型機器人底盤結構第6章輪型機器人的行為第7章多足機器人結構第8章六足爬蟲的行為第9章複合型輪型機器人附錄A結構圖紙一覽表附錄BGadgeteer規範中接口的定義附錄C運算符操作順序附錄D一些其他Gadgeteer模塊參考文獻

機器人研究的目的是協助或取代人類的工作或是完成一些危險的人類無法完成的工作，那么就需要其具有很好的環境適應能力，能夠應對多種復雜的環境。通過第1章了解了機器人的一些概念后，這章就來說說機器人運動的基礎知識。
2.1 機器人運動的環境
隨著機器人研究的迅速發展，研究人員希望找到一種運動形式能夠適應各種復雜的環境，于是許多的機器人研究轉向了生物學，研究對象是動物在自然界生存狀態下的行為特征。生物學家大部分研究工作是在野外自然環境中進行的，因為對于生物學家來說，一個生物本身與其所處的自然環境是密不可分的。機器人同樣是在一個特定的環境中運行的，因此也應該到這個環境中尋找解決的辦法。除此之外，至少還應進一步考慮希望機器人執行什么動作，想得越多越全面，那么離成功會越來越近。
2.1.1 機器人所處的環境
一般情況下，大部分的機器人都是基于室內環境而設計的，因為室內環境相對比較簡單，大大降低了機器人的設計難度，比如迷宮中的墻壁、室內的箱子和比賽中的障礙物等。這些環境因素對機器人驅動裝置設計的影響是固定的，無突發性的。再者就是室內的家具、人、寵物等典型的障礙物，以及門檻的高低、地毯的疏密、地板間的縫隙，甚至是地上的鞋子、兒童玩具等，這些障礙物對機器人設計的影響也是有限的。
室外環境相對于室內環境就復雜多了，除了要考慮機器人所執行任務時會遇到的特殊情況外，防塵防潮、氣候影響及減振這幾個方面也是不可忽視的。這些都會影響機器人的驅動裝置，甚至影響控制板的正常工作。在室外環境中，工作的機器人可能不會知道自己將會遇到什么障礙，不能非常明確地知道自己當前的位置，并且隨著自身的移動，這種不確定性會越來越嚴重。
以往的控制方式是通過解釋環境中每個物體，建立環境模型，然后據此控制機器人執行相應的動作。這種方式效果很不好，由于每次執行動作之前需要進行大量的計算，使得機器人行動緩慢，反應遲鈍。而機器人所處的環境在不斷地變化，有時等到機器人執行完動作之后，外部的環境已經變得不符合執行動作的條件了。
現在研究人員嘗試讓機器人自己在環境中尋找物體，而不是讓編程人員去告訴機器人會遇到什么情況。機器人通過傳感器感知周圍的環境，由于這個環境是在不斷變化的，所以機器人不能僅對物體進行一次感知，而是要對環境中的事物進行連續實時的檢測，一旦檢測結果發生變化，就立即做出響應，這就是自律型機器人研究的重點。