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內容簡介

　　本書以教娛機器人的制作應用和競賽機器人的制作競賽為目標，結合硬件模塊和軟件編程，循序漸進地講解每個模塊所需專業(yè)知識和技術，然后將這些知識和技術應用到產(chǎn)品制作和開發(fā)中。本書第1章介紹了Arduino的基礎知識，以方便一些基礎比較薄弱的讀者跳過入門教程直接學習中級教程。接著介紹循線音樂機器人的制作，重點講解如何將一首曲子轉換成電子音樂數(shù)據(jù)，然后如何制作播放器，并將播放器與循線程序結合，讓機器人達到邊循線邊播放音樂的效果，而且做到完美集成。第3章介紹超聲避障機器人的制作，重點是超聲波傳感器的距離測量和Arduino脈沖時間測量函數(shù)的應用，并講解智能電子產(chǎn)品設計中要注意的容錯問題，然后完成一個超聲避障漫游機器人的制作。第4章講解超聲跟隨機器人的設計和制作，重點引入P控制器的算法和編程，講解閉環(huán)控制的概念和編程實現(xiàn)方法，最后制作出一個反應靈敏的跟隨機器人。第5章介紹紅外遙控機器人的制作，重點講解紅外遙控編碼和解碼，了解紅外編碼協(xié)議和解碼程序的編寫方法，最后制作出一個紅外遙控機器人。第6章將前5章的功能集成，制作出一個由紅外遙控器控制的具備四種工作模式的教娛機器人產(chǎn)品，重點講解如何利用Arduino的中斷功能將各個功能模塊完美集成到一起，同時結合產(chǎn)品開發(fā)過程，按照構思、設計、實現(xiàn)和操作四個步驟來講解具體產(chǎn)品的開發(fā)流程。第7章結合紅外測距傳感器的應用，講解AD接口模擬量和數(shù)字量的概念和模數(shù)轉換技術，并將其應用到紅外測距傳感器，制作紅外云臺漫游機器人。第8、9和10章結合中國教育機器人大賽項目，在原有教娛機器人基礎上進行改造和拓展，制作智能搬運、擂臺和滅火機器人。重點介紹競賽規(guī)則，競賽策略的編程和完整競賽程序的設計和實現(xiàn)。

作者簡介

　　秦志強，男，華中科技大學與香港科技大學聯(lián)合培養(yǎng)博士，上海交通大學博士后，高級工程師，鷗鵬機器人、中科樂活動中心創(chuàng)始人，中國教育機器人大賽策劃人，著名的教育專家，長期從事教育機器人的教育和研究工作，著作豐富，其中有多部獲評十二五國家規(guī)劃教材。

圖書目錄

目錄
第 1章　為什么要制作OpenBot …………………………………………………… 001
1．1 OpenBot 是什么？ ……………………………………………………………… 001
1．2 認識 OpenBot 2E的控制器Arduino QTSTEAM ……………………………… 002
1．3 組裝一輛標準的 OpenBot 2E …………………………………………………… 005
1．4 測試組裝好的 OpenBot 2E機器人 …………………………………………… 005
1．5 OpenBot 2E 演示軟件的設計 …………………………………………………… 008
1．6 OpenBot 2E 的拓展和競賽 ……………………………………………………… 008
第 2章　OpenBot 2E循線音樂程序設計 ………………………………………… 009
2．1 循線程序設計 …………………………………………………………………… 009
2．2 音樂播放程序設計 ……………………………………………………………… 017
2．3 循線音樂播放程序綜合設計 …………………………………………………… 031
第 3章　OpenBot 2E超聲避障程序設計 ………………………………………… 039
3．1 超聲波傳感器測量距離 ………………………………………………………… 040
3．2 超聲波測距避障程序設計 ……………………………………………………… 042
3．3 超聲波測距掃描與高級導航程序設計 ………………………………………… 045
第 4章　OpenBot 2E超聲跟隨程序設計 ………………………………………… 049
4．1 簡易跟隨程序設計 ……………………………………………………………… 050
4．2 高級跟隨程序設計 ……………………………………………………………… 052
第 5章　OpenBot 2E紅外遙控程序設計 ………………………………………… 055
5．1 迷你紅外遙控器 ………………………………………………………………… 055
5．2 紅外編碼基礎 …………………………………………………………………… 056
5．3 紅外遙控解碼程序設計 ………………………………………………………… 060
5．4 紅外遙控程序的測試和調試 …………………………………………………… 072
5．5 紅外遙控機器人 ………………………………………………………………… 072
第 6章　OpenBot 2E綜合演示程序 ……………………………………………… 075
6．1 綜合演示程序構思――產(chǎn)品開發(fā)需求 ………………………………………… 075
6．2 綜合演示程序設計 ……………………………………………………………… 076
6．3 綜合演示程序實現(xiàn) ……………………………………………………………… 084
6．4 綜合演示程序的操作競賽和改進 ……………………………………………… 109
第 7章　OpenBot 2E拓展：紅外測距導航 ……………………………………… 113
7．1 紅外測距傳感器的拓展安裝 …………………………………………………… 114
7．2 紅外測距程序實現(xiàn) ……………………………………………………………… 117
7．3 雙紅外測距導航程序設計 ……………………………………………………… 121
7．4 紅外測距云臺安裝和測試 ……………………………………………………… 122
7．5 紅外測距云臺導航機器人 ……………………………………………………… 128
第 8章　人機擂臺機器人大戰(zhàn) ……………………………………………………… 137
8．1 人機擂臺機器人競賽規(guī)程 ……………………………………………………… 137
8．2 紅外搜索擂臺機器人的制作和編程 …………………………………………… 141
8．3 超聲波搜索擂臺機器人的制作和編程 ………………………………………… 143
8．4 遙控擂臺機器人的制作和編程 ………………………………………………… 143
8．5 人機大戰(zhàn) ………………………………………………………………………… 144
第 9章　機器人搬運競賽 …………………………………………………………… 145
9．1 搬運競賽規(guī)程 …………………………………………………………………… 145
9．2 智能搬運機器人傳感器的選型安裝和程序調試 ……………………………… 145
9．3 智能搬運小車程序的整合設計 ………………………………………………… 152
第 10章　滅火機器人制作與競賽 …………………………………………………… 179
10．1 機器人滅火競賽規(guī)則 ………………………………………………………… 179
10．2 滅火機器人傳感器選型和安裝 ……………………………………………… 181
10．3 編寫尋找火源和滅火程序 …………………………………………………… 184
10．4 迷宮導航程序設計 …………………………………………………………… 187
10．5 迷宮導航和滅火程序的整合設計 …………………………………………… 189
附錄 A　本書用到的套件和器材 …………………………………………………… 209
A．1 OpenBot 2E 套件零配件清單 …………………………………………………… 209
A．2 OpenBot 2E 組裝分解圖 ………………………………………………………… 210
A．3 紅外測距傳感器拓展包 ………………………………………………………… 213
A．4 智能搬運機器人拓展包 ………………………………………………………… 213
A．5 擂臺機器人套件 ………………………………………………………………… 214
A．6 滅火機器人拓展包 ……………………………………………………………… 215
附錄 B　Arduino的基本函數(shù) ………………………………………………………… 216
B．1 數(shù)字 I/O接口的操作函數(shù) ……………………………………………………… 216
B．2 模擬 I/O接口的操作函數(shù) ……………………………………………………… 216
B．3 高級 I/O接口函數(shù) ……………………………………………………………… 217
B．4 時間函數(shù) ………………………………………………………………………… 218
B．5 中斷函數(shù) ………………………………………………………………………… 219
B．6 串口通信函數(shù) …………………………………………………………………… 219
附錄 C　中國教育機器人大賽介紹 ………………………………………………… 221