自主移動機器人設計與制作

前言

人類的一切技術活動都圍繞著一個目的而展開：將人類從現(xiàn)有的各種事務中解脫出來，去開辟新的領域。當人類將足跡逐步邁向地球之外時，人類一個久遠的夢想也在逐步變?yōu)楝F(xiàn)實：用人類制造的一個新的“人類”——機器人來代替人類所有的活動。盡管這個夢想同時令許多人感到擔心，但人類依然在將這個夢想一步步推向現(xiàn)實。2007年，世界最大的電腦企業(yè)之一的總裁比爾·蓋茨花了半年的時間撰寫了一篇不足4000字的文章，展望機器人技術的未來。文中預言：到2030年，每一個家庭將會擁有一臺機器人，就如同今天每個家庭都擁有一臺計算機一樣。依據目前的技術現(xiàn)狀和科技發(fā)展的速度，我們完全有理由相信這個到目前為止還令人神往的預言。事實上，盡管要制造出科幻電影里那些高智能的機器人還有很遠的路要走，但到目前為止，人類已經生產出很多出色的機器人，我們現(xiàn)在就可以買到。甚至有人推出了“2007年最值得擁有的10款超級家用機器人”的清單，其領域包括人類娛樂、教育、體育、衛(wèi)生等日常生活的各個方面?？梢韵胍娫?0年以后，諸如此類的機器人可能在超市就可以購買。盡管機器人技術已經逐步開始滲透到人類生活的各個層面，但是機器人技術的研究及其應用還處于蓬勃發(fā)展的預備期。比爾·蓋茨指出：“我們站在時代的節(jié)點：一個嶄新的產業(yè)即將崛起。若干開創(chuàng)性的新技術為這個產業(yè)的崛起奠定了基礎；幾家口碑頗佳的企業(yè)提供了極為專業(yè)的商品；一大批新公司迅速壯大，致力于制造新式玩具、為發(fā)燒友提供配件，還出售其他各種有趣的產品。然而，它也是一個高度分散、各自為政的行業(yè)，幾乎沒有統(tǒng)一的標準或平臺。這個行業(yè)的開發(fā)項目復雜、進展緩慢，可投入實際應用的成果寥若晨星?！爆F(xiàn)今，機器人行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)與30年前電腦行業(yè)遇到的問題如出一轍：機器人制造公司沒有統(tǒng)一的操作系統(tǒng)軟件，流行的應用程序很難在五花八門的裝置上運行。機器人硬件的標準化工作也未開始，在一臺機器人上使用的編程代碼，幾乎不可能在另一臺機器上發(fā)揮作用。

內容概要

　　《自主移動機器人設計與制作》系統(tǒng)而細致地介紹了自主移動機器人的基本理念、功能結構、硬件結構，重點描述了各分系統(tǒng)功能及其實現(xiàn)的具體方法，是一本機器人設計與制作的入門類書籍?！蹲灾饕苿訖C器人設計與制作》在內容上注重工程實踐與基本技術，目的是希望讀者學習《自主移動機器人設計與制作》后，對于機器人技術有初步和較全面的了解，并可以借助《自主移動機器人設計與制作》，完成一臺自主移動機器人的設計與制作。

書籍目錄

第1章  破解機器人1.1  到賽場看看機器人長什么樣1.1.1  RoboCup中型組機器人1.1.2  RoboCup小型組機器人與FIRA微機器人1.1.3  人形機器人及其舵機1.1.4  其他機器人1.2  把機器人大卸八塊1.2.1  先說說SHAKEY機器人1.2.2  機器人的功能結構1.2.3  機器人的硬件結構1.3  機器人并不神秘第2章  先得有個身體——機器人總體與機械設計2.1  機器人機械結構總體設計2.1.1  機器人總體設計方案2.1.2  機器人機械系統(tǒng)的模塊化設計2.2  先用輪子當足吧!2.2.1  機器人的行走系統(tǒng)2.2.2  全向輪介紹2.2.3  行走機構的布置方式2.2.4  兩輪機器人2.2.5  三輪機器人2.2.6  四輪機器人2.3  其實手和足是一樣的2.3.1  帶球機構2.3.2  彈射機構2.3.3  機械臂第3章  指揮部——機器人的大腦3.1  計算機——機器人的大腦3.1.1  機器人的“神經通路”——計算機接口3.1.2  計算機的輸入信息3.1.3  實現(xiàn)機器人“智能”——計算機程序3.1.4  計算機的輸出3.2  圖像處理程序3.2.1  圖像采集模塊3.2.2  圖像分割3.2.3  目標識別3.3  決策和控制程序3.3.1  決策程序3.3.2  UDP通信程序3.3.3  運動控制程序3.3.4  RS一232串口通信程序第4章  我在哪兒?周圍有什么?——機器人的傳感器4.1  是“看見”不是看見4.2  機器人常用的傳感器4.2.1  攝像頭4.2.2  超聲波傳感器4.2.3  紅外傳感器4.2.4  微機械陀螺儀4.2.5  微機械加速度計4.2.6  GPS定位4.3  還有許多傳感器呢4.4  傳感器的性能指標4.5  傳感器信號的轉換第5章  移形換位——機器人的運動控制..5.1  先搞清楚“我要干什么”5.2  讓指揮信號從“頭”達到“足”——運動控制系統(tǒng)方案5.3  驅動電路設計5.3.1  直流電機是如何旋轉的?5.3.2  驅動電路該完成什么功能?5.3.3  驅動電路設計原則5.3.4  功能模塊1——H橋驅動5.3.5  功能模塊2——電路控制5.3.6  功能模塊3——過流保護5.3.7  驅動電路器件選擇5.4  控制電路設計5.4.1  控制電路總體設計5.4.2  功能模塊1——鑒相模塊5.4.3  功能模塊2——測速模塊5.4.4  控制電路器件選擇5.5  控制程序設計5.5.1  軟件設計的基本要求5.5.2  編程語言的選擇5.5.3  PID控制算法5.5.4  系統(tǒng)測試程序設計第6章  伙伴們，聯(lián)合起來——多智能體機器人6.1  智能體與多智能體6.1.1  智能體(agent)6.1.2  多智能體系統(tǒng)(MAS)6.1.3  MAS與機器人6.2  多智能體的通信6.2.1  無線局域網內的機器人通信6.2.2  利用無線電通信模塊的機器人通信6.3  多智能體決策6.3.1  集中式控制模式的決策6.3.2  分布式控制模式的決策第7章  一個完整的自主移動機器人示例7.1  機械系統(tǒng)的裝配7.1.1  輪系的裝配7.1.2  下層本體的安裝7.1.3  上層本體的安裝7.1.4  機器人的本體7.2  電路部分裝配7.2.1  控制板7.2.2  CPLD執(zhí)行板7.2.3  驅動板7.2.4  電路底板7.2.5  電路整體安裝7.3  系統(tǒng)軟件的構成7.3.1  場外教練程序7.3.2  圖像處理程序7.3.3  決策控制程序第8章  你需要準備的工具8.1  Visual C++編程語言8.2  AutoCAD軟件8.3  Protel軟件8.4  Multisim軟件8.5  Keil C51軟件主要參考文獻

章節(jié)摘錄

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編輯推薦

《自主移動機器人設計與制作》適合作為大學本科學生機器人課程的教材，也可作為大學本科生與研究生機器人技術研究的參考書，同時也適合實踐條件較好且有一定基礎的高中生使用。

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